La mise en jeu des UMs se fait dans un ordre bien déterminé connu sous le nom de "principe de taille" (Henneman, 1957). Ce principe stipule que le recrutement des motoneurones est fonction à la fois de leur diamètre et de leur excitabilité.
Par conséquent, ce sont ceux qui sont le plus facilement excitables qui seront être mise en jeu es premiers. Les UMs qui répondent à cette définition sont les UMs de type I ou S. Elles possèdent des motoneurones de petits diamètre (moins d'isolant donc plus excitables) et développent des forces très faibles.
Viennent ensuite les UMs de type IIa ou FR dont la force est plus importante et dont le diamètre de motoneurone est plus élevé.
Enfin, les UMs IIx ou FF sont mises en jeu pour les tensions les plus élevées car, du fait de leur isolation (gaine de myéline), il leur faut de forte décharge pour être sollicitée. De plus, ce sont celles qui possèdent la force la plus élevée.

Comme le montre la figure ci-dessous, cet ordre donne une idée du moment où tel ou tel type d'UMs va entrer en jeu dans le développement de la force musculaire dans un mouvement. On remarquera que l'augmentation de la force entraîne un chevauchement des activités des UMs de type différents, ce qui permet un contrôle très fin de cette augmentation.

Modèle théorique hypothétique du recrutement des UMs en fonction de la puissance correspondant à la tâche motrice. Le recrutement comment par la gauche (à 0% du pool des UMS du muscle considéré) et continue jusqu'à ce qu'un nombre suffisant d'unités produisent la puissance requise pour réussir la tâche demandée. Par exemple, produite une puissance suffisante pour courir requérait le recrutement d'environ 48% du pool des UMs (d'après Walmsley et coll. 1978).

Cet ordre de recrutement semble logique puisque :
1°) nous sommes capables de maintenir pendant une très longue durée une posture donnée comme la station debout, travail musculaire connu pour solliciter principalement les fibres de type I ou S du fait de leur utilisation préférentiel du métabolisme aérobie
2°) nous ne sommes capables d'exécuter un mouvement d'une forte intensité que pendant un temps limité, travail musculaire faisant intervenir en plus les UMs de type II.

Le recrutement spatial

Autre principe de recrutement des UMs, l'application de l'adage "l'union fait la force" ou simplement la synchronisation des UMs pour augmenter la force développée par le muscle. Ce principe est illustré par les deux figures ci-dessous. La première montre comment le phénomène se produit en théorie en faisant correspondre le mécanogramme et l'intervention de chacune des UMs du pool sollicité. La seconde correspond à un enregistrement réalisé chez un homme adulte. Ce mécanisme intervient pour la production de force allant jusqu'à 80% de la force maximale du pool d'UMs considéré. Les 20% restant font intervenir un autre mécanisme expliqué ci-après.

Sommation de l'activité de 3 UMs par activation successive en fonction du niveau de force requis (D'après Doutreloux et coll. 1992).

Recrutement et patron de décharge de 5 UMs durant la réalisation d'une contraction graduelle représentant 50% de la force maximale. (D'après Kamen et DeLuca, 1989).

Le recrutement temporel

Le recrutement temporel correspond à l'augmentation de la fréquence de décharge du motoneurones afin de provoquer un accroissement de la tension de la même UM. Il permet d'atteindre les derniers pourcentages de force permettant d'obtenir ainsi le maximum du pool d'UMs stimulé (voir figure ci-dessous).

Exemple d'enregistrement d'une augmentation de fréquence de décharge d'un motoneurone sur l'une des unités motrices qu'il stimule
(à gauche pour une décharge croissante jusqu'à une petite intensité et à droite jusqu'à une intensité maximale).

Ainsi, la contribution relative du recrutement d'une UM à la force musculaire varie selon les muscles. Dans certains muscles (e.g. muscles de la main comme l'adductor pollicis ou les fléchisseurs dorsaux interosseux), toutes les UMs sont probablement recrutées quand la force atteint les 50% de la force maximale. Par contre, dans d'autres muscles (e.g. biceps brachii), le recrutement des UMs continue jusqu'à 85% du maximum de force (Kukulka et Clamann, 1981). Au-delà, l'augmentation de force du muscle est lié à l'augmentation de la fréquence de décharge (recrutement temporel).