A parità di peso, è più “forte” un’anatra o una gallina?

Lo so, ora vi starete chiedendo: “Ma questo qui ce la fa?? Ma chissenefrega!!!”. E probabilmente avete anche ragione. Tuttavia, questo titolo l’ho scelto appositamente per introdurvi a un argomento un po’ da “nerd fanatico di ornitologia” in modo meno noioso e meno didattico di quanto avrei potuto.

L’argomento in questione è in realtà il seguente: la differenza tra fibre muscolari rosse (aerobiche) e fibre muscolari bianche (anaerobiche).

Prima di iniziare con il discorso è necessaria qualche utile definizione:

  • ATP: acronimo di adenosina trifosfato (dall’inglese Adenosine Tri Phosphate), è una molecola biologica, ed è la fonte di energia primaria di tutti i processi cellulari di tutti gli esseri viventi, comprese ovviamente le cellule muscolari.
  • Mitocondri: organelli all’interno delle cellule responsabili della respirazione cellulare. Semplificando moltissimo, i mitocondri “bruciano” le molecole nutrienti (carboidrati e grassi), usando l’ossigeno dell’aria, per produrre ATP. Il prodotto di scarto è l’anidride carbonica.
  • Mioglobina: la proteina globulare responsabile del trasporto dell’ossigeno ai mitocondri delle cellule muscolari. È di colore rosso per via del gruppo eme contenente il ferro (lo stesso eme che da il colore rosso al sangue).
  • Glicogeno: è un polimero del glucosio immagazzinato nelle cellule come riserva energetica veloce da convertire in energia in caso di bisogno immediato. Fornisce molta energia ma per poco tempo, e ha il vantaggio di poter essere sfruttato anche in condizioni anaerobiche (senza ossigeno).

Tornando quindi ai muscoli, esistono enormi differenze di composizione, morfologia, e funzionalità tra un muscolo rosso e un muscolo bianco. Un muscolo rosso ha una maggiore concentrazione di mioglobina e lipidi (i grassi), e una minor concentrazione di glicogeno rispetto ad un muscolo bianco. Le fibre rosse sono di dimensioni inferiori rispetto alle fibre bianche, sono più ricche di capillari e contengono più mitocondri. Le fibre bianche, al contrario, sono meglio attrezzate per il metabolismo glicolitico anaerobico rispetto alle fibre rosse, che sono invece progettate per il metabolismo ossidativo (aerobico). Le fibre rosse sono ricche di enzimi ossidativi (come l’SDH), ma povere di enzimi glicolitici, come la fosforilasi, e anche povere di ATPasi (l’enzima che produce l’ATP). La situazione nelle fibre bianche è l’esatto opposto. Quindi, per brevi periodi di sforzo intenso le fibre muscolari bianche possono produrre più ATP nell’unità di tempo rispetto alle fibre muscolari rosse, le quali al contrario presentano una produzione di ATP meno veloce ma molto più duratura. Per metterla in altri termini, le fibre bianche utilizzano il glicogeno già presente nelle cellule, ma che rappresenta una riserva limitata, le fibre rosse utilizzano invece i grassi e il glucosio del sangue, entrambi disponibili in grandi quantità ma difficili da bruciare (i grassi) o lento a entrare nelle cellule (il glucosio). Siccome l’ATP fornisce alle fibre muscolari l’energia per contrarsi, è evidente che più ATP è disponibile, più la contrazione sarà intensa. Fonte

Tipo I, fibra rossa aerobica, Tipo IIx, fibra bianca anaerobica, Tipo IIa, fibra intermedia tra rossa e bianca Fonte

Ergo? La forza istantanea generata da un muscolo bianco (prima a riposo) è maggiore di quella generata da un muscolo rosso (a parità di massa). Ma un muscolo bianco esaurisce le energie molto più rapidamente di uno rosso, e stiamo parlando di tempi di lavoro enormemente diversi! Ad esempio, un fagiano particolarmente in forma potrebbe volare al massimo per 6-7 minuti, mentre alcuni uccelli migratori possono restare in volo per più di una settimana!

Un fagiano in volo Fonte

Certo, ci sono molti altri i fattori in gioco, come il carico alare, la forma dell’ala, l’utilizzo dei venti, ecc, ma il punto non cambia. Gli uccelli migratori, prima del lungo viaggio stagionale, si abbuffano come dei matti per mettere su molta massa grassa (possono perfino raddoppiare di peso!), lipidi che verranno lentamente consumati aerobicamente durante il volo. Gli uccelli non migratori e che volano relativamente poco, non possono e non hanno nemmeno bisogno di accumulare e sfruttare i grassi in questo modo.

In pratica, gli uccelli con prevalenza di fibre bianche nei pettorali sono dei centometristi, gli uccelli con prevalenza di fibre rosse sono dei maratoneti! (per quanto riguarda il volo, ovviamente).

I muscoli più grossi e potenti negli uccelli volatori (tra cui si annoverano anche le galline!) sono ovviamente i pettorali, ed è proprio su questi muscoli che ci focalizzeremo. Probabilmente avrete notato che il petto di pollo è rosa chiaro mentre quello d’anatra è di un rosso piuttosto scuro (entrambi d’allevamento), e questo è proprio dovuto al diverso rapporto tra fibre muscolari bianche e rosse nelle due specie.

Ecco un tipico petto di pollo:

E questo è invece un tipico petto d’anatra:

La differenza è notevole, e guarda caso si riflette perfettamente nelle abitudini di volo dei due uccelli: le galline appartengono a quella categoria di uccelli stanziali che utilizzano il volo soltanto per brevi sprint a tutta velocità, invece le anatre alla categoria degli uccelli migratori, che possono volare per migliaia di chilometri senza soste intermedie. Nei voli brevi, le galline e tutti i galliformi affini sono più efficienti e capaci di anatre e affini, mentre per voli lunghi è l’esatto contrario.

Tre germani reali (anatre) in volo Fonte

In questo articolo hanno studiato in vitro le differenze biochimiche tra la muscolatura alare di galline domestiche (Gallus gallus domesticus), allevate in semi libertà, e quella di piccioni domestici (Columba livia domestica). Questo studio era volto a capire la capacità glicolitica delle rispettive fibre muscolari, con particolare attenzione alla loro prontezza nella biosintesi di ATP per la contrazione muscolare. Lo studio ha confermato quanto già si sapeva in proposito. All’inizio dello sforzo, le fibre muscolari della gallina sono state in grado di produrre ben il 230% di ATP in più, per unità di tempo e a parità di massa muscolare, rispetto a quelle del piccione. Parallelamente, i muscoli anaerobici della gallina hanno consumato ben 38 volte la quantità di glucosio, sempre nell’unità di tempo, rispetto a quella consumata dai muscoli aerobici del piccione. Ovviamente una tale quantità di “carburante” può arrivare solamente dalla glicolisi del glicogeno già all’interno delle cellule, e non dal flusso sanguigno. Curiosamente, da questo studio è emerso che invece i muscoli sopracoracoidei (quelli che riportano sù le ali, per intenderci) sono sempre a prevalenza di fibre bianche anaerobiche, in entrambe le specie, probabilmente perché lo sforzo continuo richiesto a questi muscoli è sempre molto inferiore a quello richiesto ai pettorali.

I muscoli e l’ossatura alari degli uccelli Fonte

In quest’altro articolo, i ricercatori hanno sezionato e analizzato le fibre dei muscoli pettorali di oca (Anser anser), quaglia giapponese (Coturnix japonica), gallina faraona (Numida meleagris), gallina da carne e gallina da uova (entrambe Gallus gallus domesticus). I risultati sono molto interessanti. I pettorali di gallina da carne e da uova sono costituiti quasi esclusivamente da fibre bianche anaerobiche, che sono il 96% del totale delle fibre muscolari. La faraona arriva al 24% di fibre rosse aerobiche, e il fagiano al 32%. La quaglia giapponese ha il 73% di fibre rosse, il 14% di fibre intermedie, e solo il 13% di fibre bianche. L’oca, un uccello migratore, ha l’83% di fibre rosse e il 17% di fibre bianche. Da questi valori possiamo notare una cosa: che la quaglia giapponese sembra avere percentuali anomale, soprattutto trattandosi di un galliforme imparentato con fagiani e galline. Ho detto sembra! Infatti le quaglie Coturnix, come la giapponese, sono gli unici galliformi a compiere lunghe migrazioni annuali, e questo si riflette perfettamente nella necessità di avere una muscolatura aerobica adatta a sforzi prolungati, anche se questi uccelli al di fuori delle migrazioni volano molto di rado.

In un altro articolo, vengono analizzati i muscoli alari di molte specie diverse, con attenzione al differente rapporto tra i tre tipi di fibra muscolare che si osserva in superficie o in profondità nel muscolo. Da questo studio è emerso che il piccione comune ha il 76% di fibre rosse in superficie e ben il 92% in profondità, mentre alcuni uccelli sono totalmente privi di fibre bianche, come lo storno comune (Sturnus vulgaris) che ha solo fibre intermedie e rosse (con netta prevalenza di queste ultime).

E queste sono soltanto tre delle moltissimie pubblicazioni su questo argomento presenti in letteratura.

Per tornare “a casa mia”, un sacco di volte vi ho parlato dei voli esplosivi delle mie quaglie californiane, e il motivo è sempre lo stesso. Anche loro sono uccelli con una muscolatura pettorale molto chiara, perfetta per voli brevi ma potenti, e totalmente inadatta a voli prolungati. Fonte Io le mie quaglie le faccio volare tutti i giorni, ma senza insistere, dal momento che il loro veloce affaticamento è molto evidente (anche perché non sono uccelli in libertà), e se volano “in riserva” rischiano di avere minor controllo e di farsi molto male. Dopo un volo energetico questi uccelli hanno bisogno di un periodo di riposo per rigenerare la riserva di glicogeno muscolare, consumata durante lo sforzo.

Quindi, per tornare alla domanda del titolo: “A parità di peso, è più “forte” un’anatra o una gallina?”, beh la risposta ormai dovrebbe essere ovvia: una gallina!!! (mediamente). Perché avendo una muscolatura anaerobica è in grado di generare una forza immediata maggiore di quella che potrebbe generare un’anatra dotata invece di muscolatura aerobica. E la differenza di forza è chiaramente percepibile a chiunque debba catturare e tenere fermi uccelli con diversa muscolatura. Provate a catturare a mani nude un fagiano o un germano reale selvatici, e poi capirete di cosa parlo. Io ho provato, e non c’è storia! Un germano reale è facilmente gestibile, ma un fagiano è in grado di liberare una forza esplosiva abbastanza impressionante, e se non siete preparati psicologicamente vi assicuro che ve la fate addosso!

Bene, anche per questa volta è tutto! Spero solo che questo argomento non vi abbia annoiato troppo…

A presto e grazie della lettura!

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