근육의 힘은 근육의 크기뿐만 아니라 운동 단위의 동원에도 영향을 받습니다. 운동단위 동원이란 근육의 수축력을 증가시켜 더 많은 운동단위를 활성화시키는 것을 말한다. 운동 단위에는 운동 뉴런과 그것이 제어하는 모든 근육 섬유가 포함되어 있습니다. 이러한 근섬유는 서로 얽혀 근육 전체에 퍼져 있으며, 운동뉴런이 활성화되면 관련된 모든 근섬유가 자극되어 수축됩니다.
하나의 운동 뉴런이 활성화되면 약하지만 분산된 근육 수축이 발생하고, 더 많은 운동 뉴런이 활성화될수록 더 많은 근육 섬유가 활성화되어 더 강한 근육 수축이 발생합니다.
운동단위 동원이 높을수록 근육 수축은 더욱 강해집니다. Henneman의 크기 원리에 따르면 운동 단위는 일반적으로 작은 것부터 큰 것 순서로 모집됩니다. 즉, 작은 운동 뉴런이 먼저 활성화되고 그 다음 큰 운동 뉴런, 마지막으로 가장 큰 운동 뉴런이 활성화됩니다.
Henneman은 운동 뉴런이 작을수록 표면적이 작아서 막 저항이 더 높다고 제안했습니다. 이로 인해 흥분성 시냅스후 전위가 도달할 때 더 작은 운동 뉴런이 더 큰 전압 변화(탈분극)를 생성할 수 있게 됩니다. 그러나 연구가 심화됨에 따라 과학자들은 이러한 견해가 반박할 수 없는 것이 아니라는 사실을 발견했습니다. Burke 등은 또한 운동 뉴런의 시냅스 활동의 진폭이 작은 것에서 큰 것으로 점진적으로 감소한다는 것을 발견했습니다.
운동단위의 분류에 대해서는 논란이 있습니다. Burke와 동료들은 운동 단위를 S(느림), FR(빠른 지구력), FF(빠른 피로)의 세 가지 광범위한 범주로 나누었습니다. 이 분류는 한때 널리 사용되었지만 현대 연구에 따르면 인간의 근육 운동 단위는 더 복잡할 수 있습니다.
근육 수축 중에 운동 단위 동원 패턴이 변경될 수 있는데, 이는 흥분성 신경 입력과 억제성 신경 입력 사이의 상호 작용으로 인해 발생하는 것으로 생각됩니다. Henneman의 크기 원칙에 따르면 가장 작은 운동 단위(S 유형)가 먼저 채용되고, 그 다음으로 FR 유형, 마지막으로 높은 에너지가 필요한 작업을 위한 FF 유형이 채용됩니다.
단일 운동 단위에서 생성되는 힘은 부분적으로 해당 단위의 근육 섬유 수에 따라 달라집니다. 더 중요한 것은 근육 섬유가 뉴런에 의해 자극되는 빈도입니다. 운동단위의 발화율은 저주파(단일 수축 생성)부터 고주파(강력하고 지속적인 수축 생성)까지 다양합니다. 이러한 변화로 인해 근육 활동 중 근력이 2~4배 증가할 수 있습니다.
운동 단위의 크기 분포는 운동 단위의 수와 각 운동 단위가 생성하는 힘 사이에 반비례 관계를 나타냅니다. 이는 소형 모터 유닛이 더 많고 대형 모터 유닛이 적다는 것을 의미합니다. 모집 인원이 늘어나면 힘의 증가도 점점 더 커질 것입니다.
의료 전기 진단 검사에서 '운동 단위 활동 전위'의 크기, 모양 및 모집 패턴을 분석하면 환자의 근육병증이나 신경병증을 판단하는 데 도움이 될 수 있습니다.
근육의 힘은 실제로 신경계를 통한 정밀한 제어의 결과입니다. 이는 중요한 질문을 제기합니다. 일부 운동선수가 왜 놀라운 힘을 발휘할 수 있는지 궁금한 적이 있습니까?