Jednostka ruchowa składa się z jednego neuronu ruchowego alfa wraz ze wszystkimi włóknami mięśniowymi, które pobudza. Ponieważ ludzkie ciało zawiera średnio 250,000,000 420,000 XNUMX komórek mięśniowych i około XNUMX XNUMX neuronów ruchowych, jednostka motoryczna będzie na ogół składać się z pojedynczego neuronu ruchowego połączonego z wieloma włóknami mięśniowymi. W treningu siłowym wczesne przyrosty siły obserwowane przez nowicjuszy często nie są przyrostem rozmiaru lub liczby włókien mięśniowych, ale aktywacją jednostek motorycznych, które wcześniej były uśpione.
Neuron ruchowy to wyspecjalizowany rodzaj komórki nerwowej, która biegnie między ośrodkowym układem nerwowym a mięśniami. Neurony zazwyczaj składają się z ciała komórki – aksonu – i dendrytów. Jeśli neuron miałby być postrzegany jako drzewo, akson byłby analogiczny do pnia, a dendryty do gałęzi. Neurony znajdujące się w mózgu zwykle mają stosunkowo krótkie aksony, ale neurony, które są częścią jednostki motorycznej – ponieważ muszą łączyć się z mięśniami ciała – mają wydłużone aksony, które biegną przez rdzeń kręgowy i prowadzą do powiązanych włókien mięśniowych. Każde włókno mięśniowe jest połączone z określonym dendrytem i to przez dendryty przekazywane są informacje między ośrodkowym układem nerwowym a włóknem mięśniowym.
Włókna mięśniowe to wydłużone komórki, wyspecjalizowane w wykonywaniu funkcji określonych mięśni, których są częścią. Dotyczy to mięśnia sercowego serca, mięśni gładkich tworzących wyściółkę wielu narządów wewnętrznych oraz mięśni szkieletowych. Jednak tylko mięśnie szkieletowe są pod świadomą kontrolą. Rozmiar i kształt włókna mięśniowego zależy od jego funkcji, przy czym komórki mięśni gładkich są spłaszczone i przypominają płytki; komórki mięśni szkieletowych, długie i przypominające sznur; oraz komórki mięśnia sercowego mające pewne właściwości dwóch pozostałych.
Pojedynczy mięsień zwykle składa się z kilku współpracujących ze sobą jednostek motorycznych, znanych jako pula motoryczna. Kiedy centralny układ nerwowy wymaga skurczu mięśnia, wzdłuż neuronu ruchowego przesyłany jest sygnał elektryczny, który pobudza włókna mięśniowe do skurczu. Zwykle po każdym skurczu następuje krótki okres rozluźnienia włókien mięśniowych, a ten wzór powtarza się w sposób przypominający falę, znany jako drganie. Włókna mięśni szkieletowych można podzielić na wolnokurczliwe i szybkokurczliwe, w zależności od czasu wymaganego do wystąpienia skurczu i rozluźnienia. Wolnokurczliwe włókna są związane z wytrzymałością, podczas gdy szybkokurczliwe włókna mięśniowe są związane z siłą.
Osoby mogą mieć przewagę jednego lub drugiego typu włókien mięśniowych lub kombinacji tych dwóch. Wszystkie włókna mięśniowe w jednostce motorycznej będą jednego typu, co oznacza albo szybkokurczliwe, albo wolnokurczliwe. Może to obejmować do 1,000 włókien mięśniowych, jak w przypadku dużych mięśni czworogłowych uda, lub mniej niż dziesięć, jak widać w jednostkach motorycznych wymagających wysokiego stopnia precyzji, takich jak mięśnie kontrolujące ruch gałek ocznych.
W momencie skurczu, najmniejsza jednostka motoryczna, to znaczy ta związana z najmniejszą liczbą włókien mięśniowych, jest zwykle aktywowana jako pierwsza. W miarę postępu skurczu w grę wchodzą większe jednostki motoryczne. Skuteczny skurcz mięśni zależy od efektywnej współpracy jednostek motorycznych w mięśniu. Regularny trening fizyczny ułatwia tego rodzaju koordynację.
Czasami jednostka motoryczna otrzymuje serię szybkich stymulacji skurczowych w tak krótkich odstępach czasu, że pula motoryczna nie ma czasu na wejście w fazę relaksacji każdego skurczu. Kiedy to nastąpi, może dojść do stanu maksymalnego skurczu, znanego jako skurcz tężcowy. Znacząco silniejszy niż naturalny skurcz, skurcz tężcowy może wynikać z wielu przyczyn, takich jak choroba lub niepożądana reakcja na lek. Jedna z bardziej znanych przyczyn tego zjawiska związana jest z infekcjami tężcowymi.