운동단위 동원

하나의 운동신경세포는 갈라져서 여러 개의 근섬유에 연결되고, 이 신경세포와 그것이 지배하는 근섬유 전체를 묶어 운동단위라 부른다. 신경이 신호를 보내면 그 신경에 연결된 근섬유들은 한꺼번에 수축하므로, 운동단위는 신경 신호와 근육 수축을 잇는 가장 작은 기능 단위로 다뤄진다.

필요한 힘이 커지면 몸은 두 가지 방식을 함께 쓴다. 하나는 동원되는 운동단위의 개수를 늘리는 것이고, 다른 하나는 이미 동원된 단위가 신호를 보내는 빈도(발화율)를 높이는 것이다. 동원은 대체로 크기가 작고 산화 능력이 높아 지구력에 유리한 단위부터 시작해, 힘 요구가 커질수록 크고 강하지만 쉽게 피로해지는 단위로 확장된다는 사이즈 원리로 설명된다. 이 순서 때문에 가벼운 부하를 오래 반복하는 과제와 무겁거나 빠른 힘을 순간적으로 내는 과제는 동원되는 운동단위의 구성이 다르다.

힘의 크기는 근육의 단면적만으로 결정되지 않는다. 같은 근육이라도 동원되는 운동단위의 수와 발화율에 따라 낼 수 있는 힘이 달라지므로, 근력 훈련 초기 몇 주 동안 관찰되는 힘 증가에는 근육이 커지기 전 단계의 신경 조절 변화, 즉 신경 적응이 관여한다고 설명된다. 이 신경 조절 변화와 이후의 근비대는 시간대와 기전이 다른 별개의 적응이며, 훈련 몇 주 만의 힘 증가를 곧바로 근육 크기 변화로 해석하면 과장이 된다.

동원 순서와 발화율은 과제의 종류, 피로 상태, 근육 자체의 특성에 따라 연구자들이 근전도(EMG) 등으로 측정하는 대상이며, 운동하는 사람이 느끼는 감각만으로 어느 운동단위가 얼마나 쓰였는지 알 수는 없다. 같은 무게를 들어도 피로가 쌓였거나 아직 동작에 익숙하지 않으면 신경근 반응이 달라질 수 있어, 체감되는 힘든 정도를 운동단위 동원 정도와 곧바로 같다고 보기는 어렵다.