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运动单位是生物体中肌肉活动的基本组织单元,其特点在不同动物种类中有所差异。在脊椎动物中,一个运动神经纤维通常只支配少数肌纤维,支配比(神经纤维数与肌纤维数的比例)因肌肉类型而异,从几条至上百条不等。例如,肱二头肌的运动单位可控制800条肌纤维,而臀大肌的支配比例更低。这种分散的神经支配结构确保了肌肉的灵活性和收缩的稳定性。
在人类的运动单位中,范围大小也各异,上肢肌肉约为5-7毫米,下肢肌肉约为7-10毫米。神经支配比例的多样性反映在不同肌肉上,如面肌和眼肌的支配比例较低,而颈阔肌较高。肌电图记录的是多个肌纤维活动的总和,而单纤维肌电图技术则有助于诊断特定的神经或肌肉病变。
生理上,运动单位的活动并非同步,而是逐个启动,确保肌肉收缩的连续性。正常情况下,肌肉收缩强度变化会调整参与的运动单位数量。在病理情况下,如神经或肌肉损伤,运动单位的数量减少可能导致肌肉功能受限或瘫痪。慢性疾病中,剩余的运动单位可能通过增加活动频率来补偿损失的功能。
此外,运动单位对刺激的反应也具有选择性,随着刺激强度的增加,兴奋的神经纤维数量和肌肉反应强度相应增强。当刺激强度足够大时,不同阈值的神经纤维都能被激活,这体现了运动单位的动态响应特性。