Was ist eine motorische Einheit und wie funktioniert sie?

Zusammenfassung

Als motorische Einheit wird die Gesamtheit aus einem Motoneuron und der von ihm innervierten Muskelfasern bezeichnet. Nach Bewegungsinitiierung im ZNS – sei es im Rahmen einer bewussten, geplanten Bewegung oder einer reflektorischen Antwort – wird ein Aktionspotenzial vom Motoneuron über sein Axon bis zur neuromuskulären Endplatte weitergeleitet, wo eine chemische Übertragung mittels Acetylcholin stattfindet. Je nach erforderlicher Funktion eines Muskels im Spektrum zwischen feinsten Augenbewegungen und grober Kraftentwicklung variieren Größe und Zusammensetzung der motorischen Einheiten. Innerhalb eines Muskels erfolgt die präzise Kraftdosierung über die Kombination verschiedener und die Entladungsfrequenz gleicher motorischer Einheiten. In der klinisch-neurophysiologischen Routinediagnostik werden regelhaft die motorische Neurografie und die Elektromyografie (EMG) dazu eingesetzt, die motorischen Einheiten eines Muskels in Bezug auf ihre Zusammensetzung, Rekrutierung und Größe zu beurteilen. Gute Grundkenntnisse über Aufbau und Funktion des peripheren motorischen Systems im Ganzen und der motorischen Einheit als „Basismodul“ im Speziellen können das Verständnis neuromuskulärer Erkrankungen und ihrer Korrelate in der neurophysiologischen Routinediagnostik erheblich erleichtern. Im vorliegenden Artikel sollen einige typische Fragen des neurophysiologischen Untersuchers aufgegriffen und in verständlicher Form beantwortet werden.

Abstract

A motor unit consists of a single motor neuron and all of the muscle fibres that it innervates. After initiation of a movement within the CNS – whether planned or reflex – an action potential travels from the motor neuron along its axon until it reaches the neuromuscular endplate where the chemical transmission via acetylcholine takes place. According to the particular function of a muscle – from fine tuning of ocular movements to lifting heavy weights – the motor units differ in size and architecture. Within a muscle, precise scaling of force is achieved by combining different motor units and by modulating the fire frequency of these units. In clinical neurophysiology, nerve conduction studies and electromyography are employed to examine the motor units with regards to composition, recruitment and size. Therefore, good knowledge about structure and function of the peripheral nervous system and, in particular, a well-grounded understanding of the motor unit properties will help to gain deeper insights into neuromuscular diseases and their correlates in the routine diagnostic setting. In this article, we raise a number of typical questions of the neurophysiologist which then are answered comprehensively.

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