Tecniche di laboratorio per la valutazione della forma fisica nei rapaci

TECNICHE DI LABORATORIO PER LA VALUTAZIONE DELLA FITNESS

 prelievo sangue falco

INRODUZIONE

Le tecniche di laboratorio lavorano su quei fattori che, come precedentemente descritto, sono essi stessi causa o conseguenza della mancanza di fitness o viceversa. Per es. abbiamo visto che una conseguenza della mancanza di fitness è la fatica che si origina dall’accumulo di acido lattico nei muscoli: allora un buon test è quello di misurare con tecniche di laboratorio la concentrazione di tale sostanza nel sangue prelevato dall’animale subito dopo che esso ha compiuto un protocollo di esercizio standard. Altro test è quello di misurare la frequenza cardiaca dopo un esercizio, e così via.

Vediamo alcuni tipi di tests:

TEST DEL LATTATO

In un esperimento condotto al Raptor Center del Minnesota è stata misurata la concentrazione di acido lattico ( lattato) nel sangue per 10 minuti subito dopo un esercizio standard (un indoor flight di 10 volte per un percorso di 25 mt) in poiane codarossa riabilitate e poiane (lagopus), allo scopo di determinare se la concentrazione di ac. lattico nel sangue può essere un buon indicatore della condizione fisica dell’animale e se la concentrazione di ac. lattico nel sangue e la rata respiratoria sono correlate.

Dopo l’esperimento si è ottenuta una conferma di ciò che già si sapeva.Come si vede dal grafico 1 le poiane codarossa in fitness ( addestrate per la falconeria) nei minuti dopo l’esercizio mostrano livelli di acido lattico ematico molto più bassi ( e quindi meno affaticamento) rispetto alle codarossa non in fitness che hanno picchi più alti.

Il raggiungimento di una adeguata fitness ( o condizione atletica) dipende strettamente dalla quantità di allenamento e dunque dal

numero di giorni di addestramento al volo, come mostrato dal grafico 2, in cui si vede come la concentrazione sanguigna di acido lattico ( e quindi la fatica) dopo un esercizio standard decrementa con il passare dei giorni di allenamento; cioè nei primi giorni la poiana codarossa si affaticava notevolmente dopo l’esercizio al volo, ma con il passare del tempo l’affaticamento si riduceva sempre di più.

La curva della variazione della concentrazione di ac.lattico nel sangue nei minuti dopo il compimento di un lavoro muscolare è nei rapaci molto simile a quella standard per i Mammiferi: si ha un picco iniziale seguito da un lento decremento della concentrazione fino al livello basale cioè quello dei muscoli a riposo.

L’accumulo dei ac.lattico dopo un esercizio muscolare è un ottimo indicatore del grado di fitness dell’animale in quanto esso riflette la dipendenza del muscolo dalla via anaerobica piuttosto che da quella aerobica, e quindi la capacità di ossigenazione del muscolo stesso.

L’esercizio di resistenza ( esercizio aerobico) richiede una più lenta utilizzazione delle riserve di glicogeno e dei muscoli stessi, con conseguente minore produzione di acido lattico nel sangue.

All’opposto abbiamo gli esercizi di sprint nei quali all’elevata richiesta di ATP da parte dei muscoli impegnati deve corrispondere un adeguato metabolismo anaerobico. Inoltre questo tipo di esercizio consuma anche le riserve di mioglobina e di fosfocreatina accumulate nel muscolo. Durante questo tipo di esercizio, con il passare dei giorni incrementa la quantità di sangue che arriva ai muscoli e ciò grazie ad un maggiore sviluppo dei capillari sanguigni e ad un maggiore output cardiaco; tutto ciò fornisce una migliore ossigenazione ai muscoli con la conseguenza che la via aerobia può così mantenersi per più tempo prima di ricorrere alla via anaerobia e dunque l’animale si affatica di meno e resiste di più.

Invece si è visto che la rata respiratoria non è un buon metodo per valutare la fitness dei rapaci in fase di allenamento al volo, visto che essa non dipende esclusivamente dal leaver muscolare ma anche dalle funzioni termoregolatorie degli animali.

PROTOCOLLO

L’uso della determinazione della concentrazione dell’acido lattico ematico è dunque un ottimo strumento diagnostico per valutare la fitness di un rapace sia esso da falconeria o in fase di riabilitazione. La tecnica è molto semplice, infatti esistono degli appositi kit per effettuare questo test. Dopo avere estratto un campione di sangue di 0,1-0,2 ml attraverso un capillare, esso viene mescolato con un volume doppio (0,2-0,4 ml) di acido perclorico all’8% ghiacciato, allo scopo di far precipitare le proteine plasmatiche. Il campione viene quindi mantenuto in ghiaccio per 10 minuti e successivamente centrifugato per 10 minuti a 2.500 rpm . Il supernatante che si ottiene viene pipettato in una provetta e dopo essere stato mescolato con il tampone, il NAD,e l’enzima LDH, ( che sono i componenti del kit), viene messo ad incubare a 37 gradi centigradi per mezz’ora. L’ultima fase del test è misurare l’assorbanza in uno spettrofotometro, dopo aver versato la miscela nell’apposita cuvetta, alla lunghezza d’onda di 340 lambda (UV). Il valore letto nello spettrofotometro moltiplicato per 65,1 ci da la concentrazione dell’acido lattico. Ovviamente per valutare i risultati ottenuti bisogna avere un database di confronto. Ma visto che database del genere sono impossibili da trovare, la cosa migliore da fare è confrontare i valori ottenuti con quelli di animali già ben allenati per es quelli da falconeria.

Per quanto riguarda i rapaci da riabilitare si è visto che quelli che avevano avuto una permanenza di 1-2 mesi richiedono circa 3 settimane di condizionamento al volo, ma i rapaci rimasti in cura per più tempo richiedono 6 o più settimane di allenamento prima di potere essere rilasciati.

TEST DELL’EMATOCRITO

L’ematocrito è definito come il volume compresso (PCV: Packed Cell Volume) degli eritrociti del sangue, espresso come percentuale del volume totale del sangue.

Si è visto che l’ematocrito è influenzato da numerosi fattori, dunque questo test, sebbene più semplice del precedente, è anche meno preciso. La fitness di solito è associata ad alti valori di ematocrito visto che alti valori significano un alto numero di globuli rossi nel sangue e visto che la funzione dei globuli rossi è trasportare ossigeno agli organi e quindi anche ai muscoli, significa anche un minore affaticamento visto che il muscolo non entra subito in debito di ossigeno e non è dunque costretto a ricorrere al metabolismo anaerobio che ha come conseguenza lo sviluppo ed accumulo di acido lattico con coseguente affaticamento.

Una volta misurato il valore dell’ematocrito del sangue ( prelevato dal rapace di cui si vuole valutare la fitness) si ottiene un risultato che può essere espresso in percentuale: per es un valore di ematocrito del 50 % significa che il volume dei globuli rossi è pari al volume di tutte le altre componenti del sangue messe assieme.

Per trarre delle informazioni dai valori misurati di ematocrito bisogna avere dei valori di riferimento; si guardi il database ematologico in queste pagine.

Per approfondire ulteriormente l’argomento si può anche visitare il seguente URL : http://people.clemson.edu/~gbrrnkt/bld/hct.htm

Fisiologia Muscolare

Fisiologia Muscolare
falco muscolato

INTRODUZIONE

I muscoli sono organi costituiti da tessuto contrattile, formato da elementi allungati nella direzione della contrazione (fibre muscolari) raccolti in fasci. I muscoli costituiscono il sistema muscolare che assieme al sistema scheletrico, forma l’apparato locomotore.

I muscoli oltre che del movimento vero e proprio sono anche responsabili delle variazioni di calibro dei vasi sanguigni, del battito cardiaco, della digestione, ecc. Fondamentalmente distinguiamo tre tipi fondamentali di muscolo, diversi oltre che per il tipo di tessuto da cui sono costituiti, anche per la funzione svolta e la loro posizione nel corpo dell’animale.

 

Muscoli striati

 

Sono così chiamati per le bande alterate chiare e scure visibili al microscopio. La maggior parte di essi si inserisce sulle ossa e serve perciò a muovere lo scheletro (muscoli scheletrici). I muscoli striati si inseriscono nelle ossa per mezzo dei tendini, che sono dei fasci di tessuto connettivo fibroso. La contrazione dei muscoli striati è rapida e sotto il controllo della volontà.

 

Muscoli lisci

 

Hanno una struttura molecolare diversa. Controllano la motilità dei visceri e dei vasi sanguigni; si contraggono lentamente ed in maniera prolungata ma involontaria.

 

Muscolo cardiaco

 

Detto anche miocardio, è formato da tessuto simile a quello striato, ma la sua attività è involontaria e ritmica.

 

Contrazione e struttura dei muscoli

 

La struttura di un muscolo striato è costituita da numerose fibre muscolari, avvolte da una membrana (sarcolemma) circondata da una guaina di tessuto connettivo. Ogni fibra ha forma cilindrica con diametro variabile ( fino a 200 millesimi di millimetro) e lunghezza fino anche a diversi cm. E’ costituita da fasci di miofibrille, in cui il sarcomero, l’unità contrattile del muscolo si ripete più volte. A sua volta, il sarcomero è formato da due diversi tipi di filamenti proteici : actina ( più sottile) e miosina ( più spessa).Nella figura è rappresentata la struttura di un muscolo; le lettere I, A, Z, H, indicano le bande alternate di miosina e actina di cui è formato il sarcomero.

La contrazione del muscolo è il risultato della contrazione dei sarcomeri conseguente allo slittamento dei filamenti di actina fra quelli di miosina. Lo stimolo alla contrazione arriva alle fibre muscolari da terminazioni nervose di nervi motori, che si ramificano in modo che ogni ramo innervi una sola fibra muscolare; si forma così una complessa struttura detta giunzione neuro-muscolare.

In breve possiamo dire che il muscolo per funzionare ha bisogno di glicogeno (che gli fornisce l’energia) e di ossigeno che viene fornito dal sangue, il quale nel contempo elimina dal muscolo l’anidride carbonica e l’acido lattico. Ma vediamo ora meglio come funzionano i muscoli durante una prestazione atletica quale per es. il volo; questo ci aiuterà a capire molte cose che poi potremo sfruttare a nostro favore.

 

 

 

 

 

 

MUSCOLI DEL VOLO NEGLI UCCELLI

La muscolatura del volo si può esaminare al meglio in un pollo appena scarnificato. Una volta spennata la parte inferiore dell’uccello ci troviamo di fornte alla regione pettorale, la cui muscolatura è suddivisa al centro da una cresta ossea che sarebbe la carena dello sterno (crista sterni). Questo muscolo che vediamo così in superficie è il pettorale maggiore o superficiale (musculus pectoralis major) ed è il responsabile dell’abbassamento dell’ala durante il volo attivo. A determinare invece il sollevamento dell’ala è il muscolo sopracoroideo (musculus sopracoroideus), che è uno strato muscolare più sottile, osservabile alzando il muscolo pettorale, che da un lato è inserito sulla carena e dall’altro va a finire nell’omero dell’ala. Questo muscolo ha una struttura più debole poiché alzare l’ala richiede meno energie che alzarla.

 

FISIOLOGIA MUSCOLARE

 

Tra gli stress ai quali ordinariamente è esposto l’organismo nessun altro è paragonabile per intensità a quello provocato dalle prestazioni fisiche . Alcune di queste, in effetti, potrebbero facilmente risultare letali se venissero continuate per tempi anche solo leggermente più lunghi. Si consideri, come esempio, che nell’uomo, durante una corsa di maratona il metabolismo corporeo aumenta del 2000%.

 

 

I MUSCOLI NELL’ATTIVITA’ FISICA

Forza, potenza e resistenza dei muscoli

 

Elemento base di ogni attività atletica è la capacità funzionale dei muscoli, cioè, quanta forza possono sviluppare al momento dovuto, quanta potenza possono raggiungere nella esecuzione di un lavoro, e per quanto tempo (resistenza) possono continuare nella loro attività.

La forza di un muscolo dipende principalmente dalle sue dimensioni, per es nel caso dell’uomo, avrà una maggiore forza muscolare l’atleta che attraverso un adeguato programma di allenamento abbia fatto aumentare le dimensioni dei propri muscoli. In un sollevatore di pesi di classe mondiale, ad esempio, il muscolo quadricipite può avere una sezione trasversa con una superficie che può raggiungere i 150 cm2, sicché può sviluppare una forza contrattile massimale di 525 kg.

La potenza muscolare differisce dalla forza muscolare, giacchè la prima è una misura della quantità totale di lavoro che il muscolo può eseguire in un dato periodo di tempo. Essa è data non solo dalla forza di contrazione ma anche dalla ampiezza di accorciamento e dal numero di contrazioni at minuto. Si misura generalmente in kilogrammetri (kgm) al minuto. Cosi, un muscolo che sollevi un peso di 1 kg ad una altezza di 1 m in 1 minuto, sviluppa una potenza di 1 kgm/min. Un animale è in grado di sviluppare una potenza estremamente elevata solo per breve tempo, come ad esempio nell’uomo durante un corsa di 100 m, oppure in uno sparviere durante un inseguimento che può essere portato a termine entro poche decine di secondi, mentre in prove di resistenza di lunga durata (il lento sorvolo delle albanelle, per es.) la potenza muscolare è solo 1/4 di quella sviluppata durante il picco iniziale. Ma ciò non significa che la prestazione atletica di un soggetto è quattro volte maggiore durante il picco iniziale di partenza rispetto a quella della mezz’ ora successiva, giacché il rendimento con cui la potenza muscolare si traduce in prestazione atletica è spesso molto minore in un’attività muscolare rapida che non durante un’attività meno rapida ma sostenuta. La velocità nella corsa di 100 m, ad esempio, è solo 1,75 volte più elevata di quella della corsa di 30 minuti nonostante che la capacità di potenza muscolare a breve termine sia quattro volte maggiore che a lungo termine.

La resistenza dipende dalla disponibilità di sostanze nutritive per il muscolo, soprattutto dalla quantità di glicogeno accumulata nel muscolo prima del periodo di attività. Una dieta ricca di carboidrati fa aumentare fortemente la resistenza, poiché permette di costituire nei muscoli riserve di glicogeno molto più abbondanti che non una dieta mista, ad alto contenuto di grassi, i quali in poche parole appesantiscono inutilmente il corpo dell’animale.

 

I SISTEMI METABOLICI DEL MUSCOLO NELL’ ATTIVITA’ FISICA

 

Abbiamo detto che un muscolo per lavorare efficacemente ha bisogno di energia. Nel muscolo operano gli stessi sistemi metabolici di base di tutte le altre parti dell’organismo. Alcuni aspetti quantitativi di tre di essi assumono, però, grande importanza per lo studio dei limiti dell’attività fisica. Vediamoli:

Sistema del fosfageno Adenosintrifosfato (ATP). Abbiamo visto che questa molecola universale che si trova in tutti gli animali, è la fonte base dell’energia per la contrazione muscolare, che ha la seguente formula:

Adenosina~P03 ~P03 ~ P03

I legami indicati con il simbolo ~ , sono legami fosforici ricchi di energia. L’energia contenuta in ciascuno di essi è di 7300 calorie per mole di ATP. Perciò, la rimozione del primo gruppo P03 (radicale fosforico) dalla molecola, che converte l’ATP in adenosindifosfato (ADP), libera 7300 calorie che possono essere utilizzate per fornire energia al processo contrattile del muscolo. Altrettanta energia, 7300 calorie, si rende disponibile per rimozione del secondo radicale fosforico e formazione dall’ADP di adenosinmonofosfato (AMP). Ma la quantità di ATP presente nei muscoli, anche di rapaci ben allenati, è sufficiente a sostenere una potenza muscolare massimale solo per qualche secondo. E’ essenziale, perciò, che nuovo ATP venga formato continuamente, salvo che in intervalli di pochi secondi alla volta, anche durante la prestazione atletica del volo.

Sistema glicogeno-acido latticoIl glicogeno immagazzinato nel muscolo può essere scisso in glucosio e questo utilizzato poi a scopo energetico. Lo stadio iniziale di questo processo si indica come glicolisi anaerobica perché ha luogo interamente senza intervento di ossigeno . Ogni molecola di glucosio viene scissa in due molecole di acido piruvico con liberazione di energia e formazione di varie molecole di ATP. Ordinariamente l’acido piruvico entra poi nei mitocondri delle fibre muscolari e reagisce con l’ossigeno dando luogo alla formazione di molte altre molecole di ATP. Quando, però, non vi è ossigeno sufficiente per questo secondo stadio del metabolismo del glucosio (stadio ossidativo), la massima parte dell’acido piruvico viene convertita in acido lattico che diffonde poi all’esterno della fibra muscolare e passa nel sangue. Gran parte del glicogeno muscolare, perciò, viene degradato ad acido lattico e ciò porta alla formazione di considerevoli quantità di ATP interamente senza intervento di ossigeno. Altra proprietà del sistema glicogeno-acido lattico è che esso è capace di formare molecole di ATP circa 2,5 volte più rapidamente di quanto non possa il meccanismo ossidativo dei mitocondri. Perciò, questo processo di glicolisi anaerobica può essere utilizzato come fonte di energia rapidamente disponibile quando siano richieste forti quantità di ATP per contrazioni muscolari di breve o modesta durata.

Sistema aerobicoIl sistema aerobico fornisce energia mediante ossidazione di substrati energetici nei mitocondri. Glucosio, acidi grassi e aminoacidi degli alimenti, dopo i vari processi del metabolismo intermedio, si combinano con l’ossigeno liberando quantità molto forti di energia che vengono impegnate nella sintesi di ATP a partire da AMP e ADP .

Dal confronto di questo meccanismo aerobico di fornitura di energia con il sistema glicogeno-acido lattico e con quello del fosfageno, le relative velocità massime di generazione di potenza in termini di utilizzazione di ATP risultano le seguenti:

 

SISTEMAQUANTITA’ DI ATP PRODOTTADURATA
AEROBICO1secondi
GLICOGENO-AC.LATTICO2,5minuti
ATP4illimitato (dipende dalla quantita’ di nutrienti)

 

E’ facile, così, rilevare che il sistema del fosfageno è quello utilizzato dal muscolo per sviluppare picchi di potenza di pochi secondi, mentre per un’attività atletica prolungata deve essere impegnato il sistema aerobico. In una posizione intermedia si trova il sistema glicogeno-acido lattico, che interviene specialmente per fornire altra potenza aggiuntiva, ma che dopo poco porta alla stanchezza muscolare (a causa dell’accumulo di acido lattico).

Sistemi energetici impegnati nei vari tipi di volo

Se si considerano il vigore e la durata delle differenti attività sportive è possibile valutare con sufficiente esattezza quali sistemi energetici vengono utilizzati in ciascuna delle attività.Si dia uno sguardo alla tabella sotto:

 

SISTEMACOMMENTITIPO DI VOLO
ATPPrestazioni immediate, scatti rapidi e nervosi (tipici del genere Accipiter per es.).
  • Inseguimento insistente (tail chasing: Sparvieri, Astori, Smerigli ecc.)
  • Attacco in volo diretto e indiretto (direct e indirect flying attack: Pellegrino, Lanario, Astore, Aquile ecc.)
ATP +GLICOGENO-AC.LATTICOSi attiva quando l’ATP non è più sufficiente. Porta alla stanchezza e alla fatica muscolare.
  • Come sopra, quando si prolungano
GLICOGENO-AC.LATTICOUsato per prestazioni medie a livello di durata (resistenza) e potenza. 

  • Ispezione lenta e sistematica (slow quartering, nelle Albanelle per es.)
  • Spirito santo (hovering, nel Gheppio per es.)
  • Avvicinamento di nascosto ed attacco a sorpresa.
AEROBICOPrestazioni di lunga durata, ad alta resistenza, ma nelle quali il metabolismo ha tutto il tempo per fornire intermedi metabolici al muscolo.
  • Alto volo di ricerca (hight searching: Falchi, Aquile ecc.)
  • Attesa in volo e picchiata ( Falchi della regina)
  • Veleggiamento e scrutamento (soaring, Falchi, Aquile ecc.)

 

Restauro dei sistemi metabolici muscolari dopo l’ esercizio

L’energia fornita dal metabolismo ossidativo del sistema aerobico può essere usata per ricostituire tutti gli altri sistemi — l’ATP, la fosfocreatina ed anche il sistema glicogeno-acido lattico.

La ricostituzione del sistema glicogeno-acido lattico comporta in primo luogo la rimozione dell’acido lattico accumulatosi in eccesso in tutti i liquidi corporei. Ciò è molto importante perché l’acido lattico determina fatica estrema.

Restauro del sistema aerobico dopo esercizio. Durante i primi stadi di un’intensa attività fisica viene esaurita anche parte delle potenzialità energetiche aerobiche del soggetto, come conseguenza di due effetti: (1) il cosiddetto debito di ossigeno e (2) deplezione delle riserve di glicogeno dei muscoli.

Debito di ossigeno. L’organismo contiene normalmente una quantità di ossigeno, utilizzabile per il metabalismo aerobico, anche in mancanza dell’apporto di nuovo ossigeno con il respiro. Questa “riserva” di ossigeno consiste delle seguenti cemponenti: (1) 1/4 (25%) nell’aria dei polmoni; (2) 1/8 (10%) come gas disciolto nei liquidi corporei; (3) 50% in combinazione con l’emoglobina del sangue; e (4) 15 % nelle fibre muscolari combinate con la mioglobina, una proteina simile alla emoglobina e come questa capace di legare ossigeno.

In un esercizio fisico intenso, quasi tutta questa “riserva” di ossigeno viene utilizzata nel tempo di qualche minuto per il metabolismo aerobico. Dopo che l’esercizio è terminato, essa deve essere ricostituita mediante assunzione attraverso i polmoni di ossigeno in eccesso sul fabbisogno ordinario. E’ da notare che durante il compimento di una prestazione muscolare il consumo di ossigeno aumenta anche di verie decine di volte. Poi, dopo che l’attività è cessata, il consumo di ossigeno del soggetto resta ancora al di sopra del normale, proprio per ripristinare il sistema aerobico e da ciò deriva il soprafiato. Gli uccelli si sono evoluti anche in funzione di questa notevole richiesta di ossigeno per il volo: essi possiedono infatti i così detti sacchi aerei che permettono una iperventilazione in grado di soddisfare tutte le esigenze dei muscoli del volo.

Restauro delle riserve di glicogeno muscolare. Il recupero da un esaurimento delle riserve di glicogeno del muscolo è un fatto complesso, che spesso richiede giorni, anziché secondi, minuti o ore come per il restauro dei sistemi metabolici del fosfageno e dell’acido lattico. Si noti che con una dieta ad alto contenuto di carboidrati si ha un completo recupero in circa 2 giorni. Invece, in soggetti a dieta ricca di grassi e/o di proteine in soggetti a digiuno il recupero è assai scarso anche dopo ben 5 giorni.

NUTRIENTI UTILIZZATI DURANTE L‘ATTIVITA’ MUSCOLARE

Anche se sopra è stata sottolineata l’importanza della disponibilità di abbondanti riserve di glicegeno muscolare per una prestazione atletica massimale, ciò non vuol dire che come fonte di energia per i muscoli siano utilizzati solamente carboidrati — ma significa semplicemente che questi sono impiegati di preferenza. I muscoli, infatti, utilizzano a scopo energetico grandi quantità di grassi nella forma di acidi grassi ed anche aminoacidi. Sta di fatto che in quelle prove atletiche di resistenza che durano delle ore, anche nelle migliori condizioni le riserve di glicogeno del muscolo finiscano con l’esaurirsi, dopodiché l’energia per la contrazione muscolare viene fornita da altre fonti, principalmente dai grassi.

Si nota che ha massima parte dell’energia viene tratta dai carboidrati durante i primi secondi o minuti dell’attività fisica, mentre nella fase dell’esaurimento dal 60 all’85% dell’energia viene ad essere ricavata dai grassi, anziché dai carboidrati.

Non tutta l’energia fornita dai carboidrati deriva dal glicogeno immagazzinato nei muscoli, infatti è contenuto nel fegato quasi altrettanto glicogeno che nei muscoli, il quale può essere liberato nel sangue in forma di glucosio e come tale utilizzato poi dai muscoli a scopo energetico.

In sintesi, quindi, il glicogeno muscolare e il glucosio ematico, se disponibili, sono i nutrienti energetici di scelta per un’intensa attività muscolare. Pur tuttavia, è prevedibile che in una vera gara di resistenza, dopo le prime 3 o 4 ore circa, più del 50% dell’energia richiesta sia fornita dai grassi.

TIPI DI MUSCOLI

Intanto dobbiamo distinguere due principali tipi di muscolo scheletrico (striato):

Muscoli rossi: (red muscle) che sono adatti a resistere a lunghi periodi di prestazioni muscolari e possiedono una elevata capacità di utilizzare ossigeno.

Muscoli bianchi: (white muscle) che sono invece associati a potenza e sprint ed hanno una bassa capacità di usare ossigeno.

All’interno di questa classificazione abbiamo una ulteriore suddivisione dei muscoli in:

Fibre muscolari a contrazione rapida e a contrazione lenta

Tutti i muscoli dell’organismo umano contengono in varie percentuali fibre a contrazione rapida (fast twich muscle fibers) e fibre a contrazione lenta (low twich slow fibers). Il soleo, per es., ha in prevalenza fibre lente ed entra in funzione più spesso per attività muscolari protratte dell’arto inferiore.

Le differenze fondamentali tra fibre rapide e fibre lente sono le seguenti:

1. Le fibre rapide hanno un diametro circa due volte maggiore.

2. Gli enzimi che promuovono rapida liberazione di energia dai sistemi energetici dell’ATP e del glicogeno-acido lattico sono 2-3 volte più attivi nelle fibre rapide che nelle fibre lente, cosicché le prime possono sviluppare una potenza massimale che è all’incirca il doppio di quella delle seconde.

3. Le fibre lente sono organizzate principalmente per attività muscolari protratte ed hanno un’alta capacità di consumare ossigeno. Hanno molti più mitocondri delle fibre rapide e contengono, inoltre, quantità considerevolmente maggiori di mioglobina. E’ questa una proteina analoga all’emoglobina, che è capace di combinarsi con l’ossigeno nella fibra muscolare e, fatto ancora più importante, di accrescere la velocità di diffusione dell’ossigeno attraverso la fibra stessa trasferendolo da una molecola di mioglobina a quella adiacente. Inoltre, gli enzimi del sistema metabolico aerobico sono considerevolmente più attivi nelle fibre lente che in quelle rapide.

4. Il numero di capillari per massa di fibre è maggiore per quelle a contrazione lenta rispetto a quelle a contrazione rapida visto che a loro serve più ossigeno.

In sintesi, le fibre rapide possono sviluppare potenze estremamente elevate per breve tempo, da pochi secondi a qualche minuto. Le fibre lente, invece, forniscono prestazioni durevoli, potendo sviluppare una forza di contrazione che può essere sostenuta per molti minuti e anche per ore.

Differenze specie-specifiche per quanto riguarda le percentuali relative di fibre rapide e di fibre lente. In generale, per molte delle attività giornaliere, il rapace usa le fibre a contrazione lenta, mentre quando esso è impegnato in un volo di caccia userà principalmente le sue fibre a contrazione rapida altamente ossidative e quando si impegna nell’inseguimento di una preda userà le fibre a contrazione rapida a bassa capacità ossidativa. In alcune specie di rapaci prevalgono nettamente le fibre rapide su quelle lente, mentre in altre avviene il contrario. Questo è un fattore che in qualche misura determina le capacità atletiche delle differenti specie. Queste differenti proporzioni, in realtà, sono determinate pressoché interamente da fattori genetici. Le Albanelle ed i Gufi di palude hanno per es. un’alta proporzione di fibre a rapida contrazione altamente ossidative, che permetteranno loro di compiere lunghi voli esplorativi; gli Accipitridi invece avranno una maggior proporzione di fibre a rapida contrazione a bassa ossidazione che li sosterranno nei loro rapidissimi e potentissimi sprint all’inseguimento delle prede.

Tenendo allora in considerazione quanto detto,durante le fasi di addestramento o allenamento o riabilitazione di un rapace si dovrà operare con esercizi specifici per la caratteristica proporzione di fibre in una determinata specie.

LA FUNZIONE RESPIRATORIA NELL’ATTIVITÀ FISICA

La respirazione nei rapaci

Il sistema respiratorio degli uccelli ha due principali funzioni: scambiare anidride carbonica di scarto con ossigeno e termoregolare il corpo dell’animale.

Gli uccelli posseggono un apparato respiratorio ben più efficiente del nostro, infatti hanno un unico flusso circolare di aria che entra da una estremità dei polmoni ed esce dall’altra. Inoltre gli uccelli possiedono un complesso sistema di sacchi aerei che si estendono in tutte le cavità corporee ed in alcuni casi anche fin dentro le ossa (pneumatiche). Un’altra differenza con il sistema respiratorio dei mammiferi è che gli uccelli non possiedono un diaframma ma sono i muscoli intercostali che alzano ed abbassano lo sterno, con il conseguente effetto di pompa di aria verso i sacchi aerei ed i polmoni.

Questo processo di pompaggio di aria verso l’interno è sincronizzato con il battito delle ali ( e quindi con il lavoro dei muscoli del volo).

Il volo è senz’altro una prestazione fisica molto impegnativa: esso richiede una elevata temperatura corporea ed un rapido metabolismo, dunque rispetto ai Mammiferi per es. gli uccelli richiedono una molto maggiore quantità di ossigeno. Ciò è ottenuto sia grazie al fatto che la loro emoglobina del sangue è due volte più efficiente rispetto a quella dei Mammiferi, sia grazie al loro particolare sistema respiratorio: così una Poiana comune in condizioni normali ( statiche ) ha una frequenza respiratoria di 15-30 atti al minuto, che corrisponde alla metà rispetto a quella di un Mammifero dello stesso peso.

Notiamo, prima di procedere, che l’efficienza della funzione respiratoria è di interesse relativamente modesto in prestazioni atletiche di “sprint” ma è un fattore di importanza critica nelle prestazioni massimali di attività muscolari persistenti.

Consumo di ossigeno e ventilazione polmonare nell’attività fisica. La relazione esistente tra consumo di ossigeno e ventilazione polmonare totale a differenti gradi di attività fisica è lineare. In cifre tonde, sia il consumo di ossigeno sia la ventilazione polmonare totale aumentano di diverse decine di volte dallo stato di riposo ad un esercizio fisico di intensità elevata.

I limiti di ventilazione polmonare. Va sottolineato che normalmente il sistema respiratorio non rappresenta il principale fattore limitante nel rifornimento di ossigeno ai muscoli in condizioni di massimale metabolismo aerobico muscolare. Di solito un mangiare fattore limitante è la capacità della pompa cardiaca di far affluire una quantità sufficiente di sangue ai muscoli.

Effetto dell’allenamento sul Vo2Max. Il simbolo Vo2Max indica la captazione di ossigeno a livello dei polmoni, o consumo di ossigeno, in condizioni di metabolismo aerobico massimale. Tale capacità può essere influenzata dall’allenamento che riesce a portarla al 10% in più rispetto alla media normale di un rapace non allenato e statico (per es. in voliera).

IL SISTEMA CARDIOVASCOLARE NELL’ATTIVITÀ FISICA

Flusso sanguigno dei muscoli. La funzione cardiovascolare nell’attività fisica è chiamata a rifornire i muscoli dell’ossigeno e degli altri nutrienti necessari. A questo scopo il flusso sanguigno aumenta fortemente nei muscoli in attività. Durante il volo la capacità di trasporto del sangue può aumentare anche di 60 volte . Inoltre è da notare che il flusso sanguigno si riduce nel corso di ciascuna delle contrazioni. Vanno messi in rilievo due punti:

1) Il processo contrattile in atto provoca esso stesso temporaneamente diminuzione del flusso sanguigno del muscolo, poiché questo contraendosi cornprime i vasi sanguigni intramuscolari; perciò, energiche contrazioni toniche inducono nel muscolo una rapida insorgenza della fatica per il fatto che esso non riceve un sufficiente rifornimento di ossigeno e di altri nutrienti durante lo stato di contrazione continua.

2) Il flusso sanguigno ai muscoli durante l’attività fisica può aumentare fortemente.

Così, il flusso sanguigno nei muscoli può aumentare fino a un massimo di circa 60 volte durante un’attività fisica estremamente intensa. Questo aumento è dovuto per circa la metà a dilatazione dei vasi intramuscolari provocata dagli effetti diretti dell’aumentato metabolismo del muscolo; per l’altra metà risulta da molteplici fattori, il più importante dei quali è probabilmente il moderato aumento della pressione arteriosa che ha luogo nell’attività fisica, aumento che di solito è circa di un 30%. Un aumento della pressione arteriosa del 30%, perciò, può spesso più che raddoppiare il flusso sanguigno, un effetto che si aggiunge al forte aumento del flusso provocato dalla vasodilatazione per la maggiore attività metabolica.

Lavoro, consumo di ossigeno (respirazione) e gittata cardiaca durante attività fisica. Non è una sorpresa che queste grandezze siano tutte direttamente correlate l’una con l’altra, come è indicato dalle funzioni lineari, giacché il lavoro dei muscoli fa aumentane il consumo di ossigeno che a sua volta fa dilatare i vasi sanguigni muscolari, cosicché il ritorno venoso e la gittata cardiaca aumentano.

Effetti dell’allenamento sulla massa muscolare cardiaca e sulla gittata cardiaca. Durante l’allenamento atletico perciò, si ipertrofizzano non solo i muscoli scheletrici ma anche il cuore. L’ingrandimento del cuore e l’aumento della sua capacità propulsiva si verificano, però, solamente nell’allenamento specie che praticano voli di resistenza, non negli scattisti come gli accipitridi. Ad ogni contrazione sistolica, quindi, la quantità di sangue pompata dal cuore può arrivare anche fino al 50% in più rispetto allo stato stazionario o a soggetti non allenati, ma la frequenza cardiaca a riposo risulta nel primo corrispondentemente ridotta.

Il ruolo del volume-sistole e quello della frequenza cardiaca nell’aumento della gittata cardiaca. La frequenza cardiaca durante il volo può salire anche del 270%. Perciò, l’aumento della gittata cardiaca durante un’attività fisica molto intensa è sostenuto assai più dall’aumento della frequenza cardiaca che da quello del volume-sistole. Questo normalmente raggiunge il massimo livello già quando l’aumento della gittata cardiaca è solo alla metà del suo valore massimo: ogni ulteriore aumento di essa perciò può aver luogo solo per aumento della frequenza cardiaca.

CALORE CORPOREO NELL’ATTIVITA FISICA

Quasi tutta l’energia che si libera dal metabolismo delle sostanze nutritive viene alla fine convertita in calore. Ciò vale anche per l’energia impegnata nella contrazione muscolare, per le seguenti ragioni. In primo luogo, nella trasformazione dell’energia delle sostanze nutritive in lavoro muscolare il rendimento massimo, anche nelle migliori condizioni, è solo del 20-25%, e il resto dell’energia è convertito in calore nel corso delle reazioni chimiche intracellulari. In secondo luogo, quasi tutta l’energia che va a produrre lavoro muscolare viene degradata anche essa in calore corporeo. A ciò si aggiunge la normale elevata temperatura corporea che hanno gli uccelli ( di circa 40 oC). Se ne trae la conclusione che il loro sistema termoregolatorio deve essere estremamente funzionale; ed in effetti lo è vista la presenza dei sacchi aerei che permettono un rapido scambio di aria tra l’interno e l’esterno del corpo permettendo così all’uccello di raffreddarsi sufficientemente. Ricordiamo che gli uccelli non sudano perché non possiedono ghiandole sudoripare, al massimo si possono verificare delle perdite di acqua evaporativa attraverso la fluttuazione gulare nei rapaci notturni o il “panting”.

Pertanto, in giornate molto calde può facilmente prodursi nel rapace in fase di volo condizionato (addestramento, allenamento, riabilitazione) una condizione intollerabile, e a volte anche letale, chiamata colpo di calore.

Fondamenti di Bioenergetica dei Rapaci

FONDAMENTI DI BIOENERGETICA DEI RAPACI

piccione

INTRODUZIONE:

 

Un essere vivente viene considerato tale se ha delle determinate caratteristiche, per es. l’accrescimento, il movimento, e soprattutto la riproduzione. Tutte queste attività richiedono Energia (E) che gli esseri viventi ricavano principalmente dall’alimentazione.

L’alimentazione ha due scopi principali e cioè:

  1. Fornire energia

  2. Fornire nuova massa corporea ( per la riproduzione, per il rinnovo delle cellule, la muta ecc.)

L’energia assunta con l’alimentazione è basicamente energia solare. Le piante iniziano il ciclo usando l’energia solare per trasformare l’anidride carbonica in zuccheri ( processo di fotosintesi), gli animali erbivori mangiano le piante e i carnivori mangiano gli animali erbivori.

Gli ucceli rapaci ( notturni e diurni ) sono, come dice il nome stesso, dei carnivori: la loro vita dipende quindi dagli animali erbivori che costituiscono la loro base alimentare.

L’energia assunta con l’alimentazione viene poi utilizzata per:

1)Compiere lavoro muscolare:  a)Volontario ( muscoli del movimento per es.)

b)Involontario (muscoli del tratto digestivo, del cuore)

2)Compiere lavoro mentale:      a)Volontario (calcolare la distanza della preda)

b)Involontario (controllo delle attività mentali da parte del

sistema nervoso.

BASI DELL’ ALIMENTAZIONE

L’alimentazione avviene a vari livelli; si parte dal livello macroscopico per arrivare al livello molecolare. Infatti alla base dell’alimentazione ci sono le molecole alimentari che possono essere raggruppate fondamentalmente in 4 gruppi principali:

1)Zuccheri: detti anche glucidi o carboidrati. Fanno parte di questa famiglia molecole nelle quali il rapporto tra Carbonio, Idrogeno e Ossigeno è di 1:2:1. Costituiscono la fonte primaria di energia metabolica e vengono distinti in Monosaccaridi (o zuccheri semplici per es. glucosio, fruttosio), Disaccaridi ( che derivano dall’unione di due monosaccaridi, per es il maltosio che è l’unione di glucosio e fruttosio) e Polisaccaridi ( grosse molecole formate anche da centinaia di monosaccaridi come per es il Glicogeno, l’Amido o la Cellulosa). L’energia da essi fornita ammonta a circa 4 kcal/gr

2)Grassi o lipidi: costituiscono un gruppo molto eterogeneo e ne sono esempi i Triacilgliceroli, i Fosfolipidi, o le Cere. Forniscono in media 9,3 kcal/gr

3)Proteine: sono grosse molecole costituite da unità più semplici che sono gli Aminoacidi. Le proteine formano la maggior parte della massa corporea degli animali ( le cellule ne sono ricchissime) per es. i muscoli sono costituiti alla base quasi esclusivamente di proteine ( tessuto magro). In genere forniscono 4 kcal/gr, ma poiché ogni gr di proteine è associato con n3-4 gr di acqua, l’energia che deriva dal metabolismo delle proteine è di circa 1 Kcal/gr.

4)Sostanze ausiliarie: per es sali minerali e vitamine. La loro funzione è quella di partecipare alle reazioni chimiche metaboliche  non  per fornire energia, bensì per facilitare queste reazioni (lavorando assieme agli Enzimi, perciò sono dette coenzimi). Inoltre i  sali  minerali assolvono anche altre funzioni quali per es. quelle strutturali ( andando a costituire le ossa nel caso del calcio).  Per avere uno sguardo di insieme di questi composti si guardino le seguenti tabelle:

 

VITAMINE
TIPONOMEAZIONE BIOLOGICA E SINTOMI DI CARENZA
LIPOSOLUBILIA RetinoloInterviene nella visione notturna. Stimola l’accrescimento e la resistenza alle infezioni.CARENZA: disturbi alla vista, infiammazioni degli occhi, frequenti infezioni e alterazioni cutanee e alle mucose.
DStimola l’assorbimento del calcio e la sua deposizione nelle ossa. Favorisce l’accrescimento e aiuta anche l’assorbimento del fosforo.CARENZA: rachitismo e ossa deboli.
E TocoferoloAntiossidante, mantiene funzionali i muscoli ed i globuli rossiCARENZA: problemi ai globuli rossi, fragilità, anemia e sterilità.
KFavorisce la coagulazione del sangue.CARENZA: disturbi nella coagulazione del sangue con conseguenti emorragie soprattutto in giovane età.
IDROSOLUBILIB1 TiaminaFavorisce il trofismo dei tessuti nervosi e partecipa alle reazioni di metabolizzazione dei carboidratiCARENZA: disturbi nervosi e ai muscoli, rigidità e paralisi alle zampe.
B2 RiboflavinaPartecipa alle reazioni metaboliche favorendoleCARENZA: crescita stentata, danni ai tessuti cutanei e problemi di accrescimento.
B3Difende dalle infezioni e partecipa alle reazioni metaboliche per favorirle.CARENZA: disturbi digestivi e nervosi ed irritazioni alle mucose.
B5Difende dalle infezioni ed aiuta il trofismo dei tessuti cutanei.CARENZA: disturbi neuromotori, cardiovascolari e gastrointestinali.
B6 PiridossinaFacilita e partecipa alle reazioni di metabolisemo delle proteine e dei grassi. Aiuta anche la formazione dei globuli rossi.CARENZA: problemi al tegumento, gastrointestinali e nervosi.
B9 Acido folicoCoinvolta nella sintesi del DNA e nella divisione cellulare.CARENZA: anemia.
B12Regola l’accrescimento perché è coinvolta nella sintesi del DNA e nella riproduzione cellulare. Partecipa alla produzione dei globuli rossi.CARENZA: Anemia e malformazioni dei globuli rossi
C Acido ascorbicoPartecipa alle reazioni respiratorie. Aiuta la resistenza alla fatica e alle infezioni. Mantiene sani i tessuti cutanei.CARENZA: rachitismo, problemi nella cicatrizzazione delle ferite, e problemi cutanei.
H BiotinaInterviene nel metabolismo dei grassi e dei carboidrati e nella sintesi degli aminoacidi. Aiuta il buon funzionamento del fegato.CARENZA: debolezza muscolare.

 

 

SALI MINERALI
NOMEFUNZIONI
CALCIOCostituisce e mantiene sane le ossa. Aiuta la coagulazione del sangue e migliora il funzionamento del sistema nervoso.
FOSFOROContribuisce al funzionamento di nervi e muscoli e aiuta a mantenere sane le ossa.
MAGNESIOAttiva molte reazioni enzimatiche e facilita la produzione di proteine. Inoltre aiuta l’organismo ad utilizzare calcio e fosforo.
FERROForma l’emoglobina nei globuli rossi del sangue. Aiuta la crescita di muscoli, ghiandole e nervi.
RAMESupporta numerose reazioni chimiche.
ZINCOAiuta la cicatrizzazione delle ferite e contribuisce alla crescita di tutti i tessuti.

 

 

METABOLISMO

Con questo termine si indica l’insieme delle reazioni che avvengono nella cellula e si distinguono due fasi

1)Anabolismo: cioè degradazione delle sostanze nutritive con produzione di energia che viene accumulata in una molecola ad alta energia: l’ATP ( Adenosinatrifosfato) che viene poi usata dalle cellule come fonte energetica universale.

2)Catabolismo: cioè costruzione di nuove molecole (per es. proteine dei muscoli) con consumo di energia.

Alla fine il metabolismo serve per ricavare energia dalle sostanze assunte con l’alimentazione e per costruire nuove molecole chimiche che serviranno a rinnovare quelle vecchie nell’organismo.

Gli zuccheri sono la principale fonte di energia ma vengono usati anche i grassi e meno frequentemente le proteine.

L’organismo vivente accumula anche delle riserve sotto forma di:

1) Glucosio: proveniente dall’ultima alimentazione. Viene subito consumato.

2) Glicogeno: riserva alternativa di zuccheri ma anche essa viene consumata subito. In quasi tutte le cellule esiste un piccola quantità di zuccheri di deposito rappresentati dal glicogeno. Più ricche di questa sostanza sono le cellule muscolari e quelle epatiche (del fegato); quindi le riserve di glicogeno possono arrivare anche all’1 % della massa corporea in peso di un animale.

3) Grassi: costituiscono una riserva a lungo termine usata quando viene consumato tutto il glicogeno se non arrivano altre sostanze alimentari prima.

4) Proteine dei muscoli: sono l’ultima risorsa in caso di digiuno. Un eccessivo consumo (catabolismo) di tali proteine diventa dannoso per l’animale.

La maggioranza di tutte le reazioni metaboliche che sviluppano energia sottoforma di ATP avvengono nei mitocondri, che sono dei piccoli organuli localizzati in quantità variabile dentro ogni cellula ( da ciò si deduce che quanto più mitocondri ha una cellula e tanto maggiore sarà l’energia che essa potrà produrre).

CICLO ENERGETICO

Le catene di reazioni attraverso cui, degradando una molecola chimica, si ottiene energia sono di due tipi:

1)Aerobie: cioè reazioni che avvengono in presenza di ossigeno e funzionano come i motori termici delle automobili dove il combustibile ( benzina o zuccheri) viene bruciato in presenza di ossigeno per produrre energia, anidride carbonica e acqua ( che nelle macchine esce sotto forma di vapore o di condensa dalla marmitta)

2) Anaerobie: cioè senza la presenza di ossigeno; queste reazioni producono meno energia ed inoltre portano alla formazione (al posto dell’acqua) di acido lattico che porta come conseguenza alla sensazione di fatica muscolare ( e ai crampi quando è in eccesso).

Da quanto detto sopra allora, la produzione di energia dipende strettamente dal rifornimento di ossigeno che arriva alle cellule muscolari. Gli animali ottengono questo ossigeno attraverso la ventilazione polmonare ( respirazione: entra ossigeno ed esce anidride carbonica). I polmoni sono circondati da una grossa quantità di vasi capillari che contengono sangue. Ed è proprio il sangue che ha la funzione di catturare l’ossigeno dall’aria inspirata e trasportarlo nelle cellule di tutto il corpo che lo useranno per “bruciare” il combustibile (sostanze alimentari: zuccheri, grassi, proteine) e produrre così l’energia necessaria.

Il cuore è la pompa che fa circolare il sangue attraverso i vasi sanguigni che sono di varie dimensioni ( vene, arterie e capillari; questi ultimi portano il sangue alle singole cellule). Ma il ruolo fondamentale è affidato ai globuli rossi: cellule sanguigne che hanno la funzione di legare l’ossigeno a livello dei polmoni, trasportarlo e consegnarlo alle altre cellule che ne hanno bisogno. Si deduce allora che un alto numero di globuli rossi darà all’animale la possibilità di avere più ossigeno a disposizione e quindi renderlo in grado di fornire un maggiore e migliore lavoro muscolare.

Le basi biologiche di questi 3 fenomeni sono molto complesse ma questo breve sunto ci basta per capire cosa accade nei nostri rapaci.

LA BIOENERGETICA

 

Con questo termine si indica una branca della scienza moderna che ha lo scopo di studiare i cicli energetici e le loro interazioni ( alimentazione, respirazione, circolazione, lavoro muscolare, lavoro mentale ecc.).

Come anticipato in queste pagine cercherò di darvi le nozioni fondamentali di bioenergetica per gestire al meglio i vostri rapaci.

Prima di procedere però è necessario fare una notazione sulla quantificazione dell’energia: cioè come si misura l’energia negli esseri viventi? L’unità di misura più usata è la Caloria (cal) che è la quantità di energia necessaria per fare innalzare la temperatura dell’acqua di 1 grado centigrado. Una misura alternativa è il joule che corrisponde a circa 4 calorie.

Ricordo che 1Kcal= 1000 calorie ed 1Kj= 1000 joule.

E adesso riprendiamo il discorso, considerando i vari usi che un animale fa dell’energia acquisita con l’alimentazione.

A questo proposito si distingue un:

  1. METABOLISMO BASALE O RATA METABOLICA BASALE (BMR: Basal Metabolic Rate): che è definito come l’ammontare di energia di cui un animale ha bisogno per mantenere le sue funzioni vitali basali ( “a filo di acceleratore”). L’energia in questo caso serve principalmente per il funzionamento del sistema nervoso e del sistema muscolare involontari che sono appunto quelli che garantiscono le principali funzioni vitali dell’animale in questione e cioè: battito cardiaco, contrazioni peristaltiche degli intestini ( per la digestione ), respirazione, circolazione sanguigna , controllo nervoso involontario degli organi di senso, della circolazione ecc. Sotto questa quantità minima di energia l’animale muore.

  2. METABOLISMO INTERMEDIO : è l’energia aggiuntiva di cui ha bisogno un animale per compiere tutte le altre  funzioni vitali secondarie ma non meno importanti, quali la termoregolazione. Ci sono per es. alcune specie di rapaci che con il passare dalla stagione estiva-autunnale a quella invernale hanno bisogno anche di un 15% di energia metabolica in più per soddisfare le aumentate esigenze metaboliche. In conseguenza di ciò soprattutto per le specie più piccole, con l’arrivo dell’inverno, il falconiere dovrebbe incrementare il peso dell’animale di un 5% in più rispetto al peso di volo normale.

  3. METABOLISMO TOTALE: Comprende l’energia aggiuntiva alle 2 precedenti di cui l’animale necessita per volare, muoversi, riprodursi ecc. In questo caso la richiesta energetica può aumentare rispetto al metabolismo basale anche fino ad 8 volte nel caso di rapaci molto attivi. Anche in questo caso i rapaci di piccola mole sono i più soggetti al rischio di collasso. Se per es. lasciate il vostro moschetto di Sparviere a stomaco vuoto per tutta la mattinata per poi farlo volare nel pomeriggio, l’unica cosa che potrà succedervi è un collasso dell’animale. Il perché lo capirete più avanti.

Questi 3 metabolismi sono misurati in quantità di energia al giorno e più comunemente in Kcal/day o Kjoule/ day ( cioè quantità di E. al giorno).

 

 

ALLOMETRIA

Altro importante concetto è la dipendenza delle esigenze metaboliche dalla massa corporea dell’animale. Infatti, voi penserete, un’ Aquila reale consuma di più rispetto ad un Gheppio. In realtà avviene all’opposto nel senso che l’affermazione precedente è giusta ma in senso assoluto: invece relativamente alla massa corporea dell’animale si ha che più esso è piccolo e maggiore sarà la sua esigenza energetica. Quindi si ha una differenza tra gli uccelli più piccoli e quelli più grossi e ciò perché con il diminuire della mole di un uccello (ma anche di un animale qualsiasi), aumenta il rapporto superficie/peso e quindi la superficie disperdente calore. In relazione a ciò gli animali a temperatura corporea costante (omeotermi) come gli uccelli e i mammiferi di dimensioni molto piccole, hanno un BMR, una frequenza respiratoria e cardiaca molto elevati e ciò per riuscire a mantenere costante la temperatura nonostante la loro piccola mole; tutto ciò ovviamente implica un notevole spreco di energia. Allora per es. un’Aquila reale a digiuno completo può vivere anche per una settimana mentre un Gheppio comune non arriva ai 3 giorni. Altro esempio: uno Sparviere ha bisogno di assumere giornalmente con l’alimentazione cibo per un totale del 25% del suo peso corporeo, mentre un Pellegrino necessita di circa l’8-15 %, e per finire un’Aquila reale ha bisogno solo di un 5% . Un’ Aquila reale può mangiare in un solo pasto anche 1,5 kg di cibo e cioè circa 6 volte di più del suo fabbisogno energetico giornaliero e con questo pasto tirare avanti per diversi giorni. Ma d’altro canto, un rapace più piccolo, come uno Sparviere deve mangiare molto più frequentemente, poiché ha bisogno, in senso relativo di più cibo.

La tabella sottostante illustra le linee guida per i dosaggi alimentari nei rapaci in funzione della loro massa corporea:

 

PESO DEL RAPACEPESO (%) DEL CIBO RICHIESTO GIORNALMENTE
100-200 gr18-25 %
200-800 gr11-19%
800-1200 gr7-11 %
4000-10.000 gr3,5-6 %

 

 Questi concetti sono bene illustrati dalla TEORIA ALLOMETRICA (Allometric Scaling), che mette in rapporto la massa corporea degli animali con le loro più svariate attività (metabolismo, rata cardiaca, rata respiratoria, lunghezza della vita, ecc.) attraverso una equazione matematica. In generale la relazione matematica che intercorre tra una variabile e la massa corporea dell’animale è data da:

y=78 (M)0,74

dove y è la variabile che noi vogliamo calcolare ( per es.la rata metabolica basale), 78 è la costante da applicare alla formula in base alla variabile che vogliamo calcolare ( nel nostro caso 78 è la costante da usare per calcolare la rata metabolica basale, e il risultato che otterremo sarà in Kcal/day), M è la massa corporea dell’animale espressa in chilogrammi e l’esponente 0,74 è una costante fissa di questa equazione per taxon animale ( nel nostro caso 0,74 è la costante fissa per tutti gli uccelli non passeriformi, quindi anche per i rapaci, mentre per i passeriformi sarà 129 e per i mammiferi placentali avremo una costante pari a 70).

Allora per es. se vogliamo calcolare la rata metabolica basale (BMR) di un maschio di Gheppio comune (Falco tinnunculus) del peso di 210 gr, e cioè di 0,210 kg, avremo: BMR=78 (0,210)0,74 che da come risultato 24,57 Kcal/day.

In tabella sono illustrati altre variabili calcolabili con le rispettive formule allometriche per uccelli non passeriformi (rapaci). Inoltre l’equazione allometrica si rivela di notevole importanza anche per il calcolo dei dosaggi dei medicinali per specie di cui non si conoscono questi dati.

 

PARAMETROFORMULA
LUNGHEZZA DELLA VITA IN CATTIVITA’ (IN ANNI)28,3 (M)0,19
LUNGHEZZA DELLA VITA SELVATICA (IN ANNI)17,6 (M)0,20
LUNGHEZZA DEL CICLO RESPIRATORIO (IN SEC)3,22 (M)0,33
LUNGHEZZA DEL CICLO CARDIACO (IN SEC)0,39 (M)0,23
RATA CARDIACA (BATTITI AL MINUTO)155 (M)-0,23
FREQUENZA RESPIRATORIA (RESPIRAZIONI AL MIN.)17,2 (M)-0,31
CONSUMO DI OSSIGENO (IN UNITA’ DI VOLUME)11,3 (M)0,72

APPLICAZIONI DELLA BIOENERGETICA

 

 

Abbiamo detto che un animale ha bisogno di una quantità variabile di E. sulla base della sua attività . Ma le esigenze energetiche dipendono anche da altri fattori come vedremo qui di seguito.

Abbiamo detto che la BMR ( rata metabolica basale) è la quantità minima di energia di cui necessita un rapace per rimanere vivo e che essa può essere calcolata con apposite formule. Alla BMR bisogna moltiplicare dei valori per calcolare la rata metabolica totale sulla base delle circostanze in cui si trova l’animale. Allora la BMR può essere considerata come l’energia di cui necessita un rapace in condizioni standard e cioè per es. un Gheppio in cattività, senza attività fisica, non malato, non stressato, non in riproduzione, non in muta, non in crescita, in peso costante ed in condizioni di termoneutralità.

I fattori per cui moltiplicare la BMR di un rapace in funzione delle circostanze sono:

  1. x 1,5: per uccelli malati e/o stressati

  2. x 1,5 :per uccelli in riproduzione

  3. x 1,2 :per uccelli in fase di muta

  4. x 1,5 : per uccelli in fase di sviluppo ( pulli)

  5. x 1,15 : all’abbassarsi della temperatura ambiente

  6. x : 8-? ( uccelli selvatici, in riabilitazione o da falconeria)

Preciso che queste cifre sono solo approssimative e non è detto che diano dei risultati certi. Per es. considerando le esigenze energetiche di rapaci in continua attività di volo ( per es in falconeria), bisogna calcolarle specificamente, come verrà discusso successivamente.

Questi dati sono utili per calcolare la rata alimentare da fornire al nostro rapace in funzione delle varie circostanze , ma per poter fare ciò è necessario conoscere i valori energetici dei principali tipi di cibo usati per alimentare i rapaci in cattività.

Al proposito si guardi la seguente tabella:

 

TIPO DI CIBOENERGIA TOTALE (Kcal/gr)GRAMMI EQUIVALENTI A 100 gr DI TOPO
TOPO1,57100
PICCOLI UCCELLI1,31120
LEPRE1,19132
PULCINI DI POLLO (DOCs)1,08145
CONIGLIO1,01155
CUORE DI MANZO1,01155

 Un altro fattore di estrema importanza che bisogna considerare è quello della METABOLIZABILITA’ del cibo. Da ricerche effettuate sui rapaci in cattività si è ottenuto che in media il coefficiente di metabolizabilità per questi uccelli si aggira attorno al 75%, cioè a dire che se voi date al vostro Pellegrino 100 gr di topo che contengono dunque 157 Kcal, in realtà il rapace ne otterrà solo il 75% e cioè 117,75 Kcal.

Adesso, in possesso di questi dati è possibile calcolare la rata alimentare da fornire al nostro falco in una determinata condizione.

 

Vediamo allora un esempio applicativo:Rapace: Astore (Accipiter gentilis)

Sesso : femmina

Peso : 1,0 kg

Stagione :autunno ( normale range termoneutrale)

Non in muta, non in riproduzione, non stressato, nessuna attività (tenuto in voliera).

Calcoliamo il suo BMR con la formula BMR=78 (1)0,74 = 78Kcal/day

Allora se come cibo usiamo i topi, poiché un topo contiene 1,57 Kcal al grammo otteniamo che dobbiamo fornire al nostro astore circa 78/1,57 =50 gr di carne di topo al giorno e visto che un topolino da laboratorio pesa circa 26,7 gr dovremo fornirgli due topi al giorno.

Questo è però un calcolo approssimativo perché per gestire l’alimentazione dei rapaci in cattività è necessario considerare anche altri fattori quali per esempio la composizione a livello di macro e micro-nutrienti del cibo usato. Se infatti noi fornissimo veramente due topi al giorno alla nostra femmina di Astore in voliera, essa ingrasserebbe a causa del notevole accumulo di grassi. Quindi da un punto di vista energetico il calcolo che abbiamo fatto è esatto ma dal punto di vista plastico (massale) otterremmo un ingrassamento dell’animale.

Per farsi un’idea di quanto detto si veda la seguente tabella:

CARATTERISTICARATTOTOPOPOLLODOCPASSEROTOPO SELVATICOCAVALLETTA
PESO MEDIO (gr)32526,7386,741,227320,21
MATERIA SECCA (%)34,435,433,527,631,635,731,9
GRASSO (% della materia secca)22,124,926,924,915,96,016,03
PROTEINE (6Xn) (% della materia secca)62,856,156,762,264,957,375,7
FIBRE (% della materia secca)2,41,72,00,80,433,85
ENERGIA TOTALE CONTENUTA (Kcal/gr di materia secca)5,785,845,936,025,394,155,02
CALCIO (% della materia secca)2,062,381,941,362,942,850,31
FOSFORO (% della materia secca)1,481,721,401,002,352,661,27
ZINCO ( mg/Kg)129,2134,6158,0106,9109,8105,5200,2
RAME ( mg/Kg)4,58,04,53,212,613,750,3
FERRO ( mg/Kg)175,7239,1146,8121,8592,0332,3331,4
MANGANESE( mg/Kg)7,511,79,03,011,414,925,1
TIAMINA ( mg/Kg)13,38,516,0

Bisogna notare però che i valori dati nella tabella sopra dipendono notevolmente dall’alimentazione con cui sono allevati gli animali analizzati ( per es. polli, pulcini di pollo, topi e ratti da laboratorio) e dalla parte che di questo animale voi fornite come cibo al vostro falco, nel senso che il collo di pollo ha sicuramente un contenuto di gasso molto più elevato rispetto al petto o all’ala. E’ da notare inoltre che il cibo fresco ha sempre un contenuto energetico maggiore rispetto a quando esso viene congelato.

GERARCHIE METABOLICHE

Dopo che avete fornito al vostro rapace un pasto abbondante, la digestione durerà circa 6 ore durante le quali l’animale userà direttamente l’energia ricavata dal cibo. L’altra energia ricavata dal pasto verrà immagazzinata nel fegato sottoforma di glicogeno, il quale può essere riconvertito rapidamente in energia usata dal falco per altre 6 ore. Il cibo rimanente, nella forma di molecole digerite verrà accumulato sottoforma di grassi e proteine dei muscoli. Ricapitolando il falco con un pasto ha ottenuto energia per 6 + 6 = 12 ore; allora se non è già arrivato un secondo pasto, il rapace dopo queste 12 ore, tirerà avanti, dal punto di vista energetico, usando le riserve di grasso.

Le principali riserve energetiche nel nostro rapace allora le troviamo sottoforma di:

  • Glicogeno nel fegato

  • Grasso nel tessuto sottocutaneo lungo quasi tutta la superficie corporea

  • Proteine nei muscoli

Gli organismi viventi quindi sono programmati per usare tali riserve in maniera ordinata: quando il glicogeno si esaurisce, si inizierà ad usare il grasso, e quando il grasso finisce si inizierà a catabolizzare le proteine dei muscoli. Ma questa ultima fase è piuttosto dannosa soprattutto per i piccoli rapaci e comunque se dura molto a lungo. Infatti le proteine danno una energia pari ad 1/4 rispetto a quella fornita dal grasso. Inoltre, se la perdita di grasso migliorerà la condizione fisica del nostro rapace da falconeria facendolo calare di peso, invece il metabolismo proteico dei muscoli risulterà dannoso in quanto il falco perde peso ma anche forma fisica (potenza muscolare)

IN CONCLUSIONE

Il discorso potrebbe continuare per questa via ma al momento mi interessava fornire le basi per comprendere la bioenergetica muscolare dei rapaci. Non escludo però che in un prossimo futuro potrei continuare il discorso relativo alla bioenergetica alimentare.