Einemotorische Einheit umfasst ein einzelnesMotoneuron mitsamt allen von diesem innerviertenMuskelfasern und stellt so für die Steuerung willkürlicher wie unwillkürlicherMotorik einesSkelettmuskels die kleinste funktionelle Einheit dar.
Die Kraftentfaltung eines Muskels wird vornehmlich durch Anzahl und Größe der jeweils aktiven („rekrutierten“) motorischen Einheiten bestimmt. Den Aufgaben eines Muskels und der dafür nötigen Kraftabstufung angepasst, unterscheiden sich Skelettmuskeln sowohl nach der Gesamtzahl ihrer motorischen Einheiten wie auch in der Zahl pro Motoneuron innervierter Muskelfasern:
Dem Umfang einer motorischen Einheit entspricht in etwa die Größe des innervierenden Motoneurons. Kleine Motoneuronen, mit kleinem Zellsoma und einem relativ dünnenAxon, versorgen eine kleine Anzahl von Muskelfasern, während größere Motoneuronen, die ein großes Zellsoma und ein relativ dickes Axon besitzen, für eine größere Zahl an Muskelfasern zuständig sind. Die Muskelfasern einzelner motorischer Einheiten befinden sich nicht nebeneinander, sondern verteilt im Muskel auf einer Querschnittsfläche von bis zu 1 cm². Die zugehörigen Muskelfasern sind hinsichtlich ihres Stoffwechsels an den vorherrschenden Kontraktionsablauf (langsam bzw. rasch zuckendeFasertypen) beziehungsweise die typische Aktivierungsfrequenz des jeweiligen Motoneurons angepasst. Bei einer Muskelkontraktion zunehmender Stärke werden zunächst kleine motorische Einheiten herangezogen (rekrutiert), für stärkere Anspannung wechselweise große Motoneuronen aktiviert (siehe auchHennemansches Prinzip). Für maximale Kraftentfaltung einer motorischen Einheit wird die neuronale Impulsfrequenz gesteigert, sodass Einzelzuckungen sich überlagern und summieren.
Bei Tieren wird die Anzahl der Muskelfasern pro motorischer Einheit in speziell vorbehandelten histologischen Schnitten gezählt. Dafür wird ein einzelnes Motoneuron bzw. dessen Nervenfaser anhaltend erregt, sodass die zugehörigen Muskelfasern der motorischen Einheit kontrahieren und ihrenGlykogenspeicher verbrauchen. Anschließend wird ein Präparat mitPAS-Färbung (Glykogennachweis) angefertigt und im Querschnitt die Menge der dann helleren Muskelfasern ausgezählt.
Am Menschen werden mittelsBiopsie Proben aus dem Muskel entnommen und untersucht. Wird im histologischen Schnitt die Zahl an Muskelfasern erfasst und diese geteilt durch die Anzahl der eintretendenmyelinisiertenNervenfasern abzüglich der geschätzten Zahl an Nervenfasern fürMuskelspindeln, ergibt sich die durchschnittliche Größe motorischer Einheiten in dieser Gewebeprobe.