A4 Muskelatrophie oder -schädigung

Thema

Der Brustmuskel ist der Hauptmotor des aktiven Flügelschlags: Bei Vögeln, die durch kontinuierliches Flügelschlagen fliegen, macht er 15 bis 25 Prozent der gesamten Körpermasse aus und erzeugt die mechanische Kraft, die die Flügel in jedem Flügelschlagzyklus bewegt. Dieser Brustmuskel kann durch verschiedene Ursachen geschädigt werden – Gefangenschaftsmyopathie (auch Stressmyopathie-Syndrom genannt), virale oder bakterielle Infektionen, die das Muskelgewebe direkt angreifen, die durch lange Gefangenschaft bedingte Dekonditionierung oder der für die späteren Phasen einer langen Wanderung charakteristische Proteinabbau. All diese Faktoren führen jedoch zu derselben physikalischen Auswirkung auf den Brustmuskel.

Diese gemeinsame Auswirkung ist die Reduzierung zweier Fähigkeiten des Brustmuskels: der maximalen Muskelkraft, die er bei jeder Kontraktion erzeugen kann, und der maximalen Flügelschlagfrequenz, die er wiederholt aufrechterhalten kann. Je weiter die Schädigung des Brustmuskels fortgeschritten ist, desto stärker nehmen beide Fähigkeiten gleichzeitig ab, da dieselben geschädigten Muskelfasern für die Erzeugung der Kraft jeder Kontraktion und die Ermöglichung deren wiederholter Ausführung verantwortlich sind.

Diese Reduzierung der maximalen Muskelkraft führt in der Leistungskurve des Vogels – dem Verhältnis zwischen Fluggeschwindigkeit und der bei dieser Geschwindigkeit benötigten Muskelkraft – zu einer niedrigeren Obergrenze der verfügbaren Kraft, wodurch die Kurve nach oben abgeflacht wird. Mit dieser reduzierten Obergrenze kann der Vogel zwar noch in einem bestimmten Geschwindigkeitsbereich fliegen, dieser ist jedoch auf Geschwindigkeiten beschränkt, bei denen die benötigte Muskelkraft unter die neue Obergrenze fällt.

Diese Einschränkung hat ein Limit: Fällt die durch den geschädigten Brustmuskel bedingte Obergrenze der verfügbaren Kraft unter die minimal benötigte Muskelkraft – den niedrigsten Wert, den die Leistungskurve entlang ihres gesamten Bereichs erreicht –, gibt es keine Fluggeschwindigkeit mehr, bei der die verfügbare Kraft ausreicht, um die benötigte Muskelkraft zu decken, und ein anhaltender Flug wird unmöglich. Dieser Vergleich zwischen der Obergrenze der verfügbaren Kraft und der minimal benötigten Muskelkraft ist somit das Kriterium, das einen Vogel, der noch fliegen kann – wenn auch mit einem eingeschränkten Geschwindigkeitsbereich – von einem unterscheidet, der überhaupt nicht mehr fliegen kann. Selbst wenn der Vogel noch eine gewisse Fluggeschwindigkeit erreicht, kann die mit dem Abbau der Brustmuskulatur einhergehende Verringerung der maximalen Flügelschlagfrequenz die verbleibenden Flügelschläge ineffizient machen. Die Strouhal-Zahl – ein Parameter, der Frequenz und Amplitude jedes Flügelschlagzyklus mit der Vorwärtsgeschwindigkeit des Vogels vergleicht – gibt an, ob das Flügelschlagmuster noch effizient Schub erzeugt oder ob es bereits außerhalb des Bereichs liegt, in dem Flügelschlag die Flügelbewegung in nutzbare Vorwärtsbewegung umwandelt. Berechnet unter Berücksichtigung der durch den Brustmuskelabbau bereits reduzierten maximalen Flügelschlagfrequenz, ermöglicht diese Strouhal-Zahl die Unterscheidung zwischen einem Vogel mit noch effizientem Restflügelschlag und einem Vogel, dessen Flügelschlag keinen effektiven Vortrieb mehr erzeugt.

Die verkürzte Leistungskurve und die anhand der pathologischen Werte berechnete Strouhal-Zahl ermöglichen es uns, ausgehend von einer einzigen Ursache – dem Abbau der Brustmuskulatur – ein umfassendes Bild davon zu zeichnen, was ein betroffener Vogel in der Luft noch leisten kann: ob er einen Bereich anhaltender Fluggeschwindigkeiten beibehält und ob die verbleibenden Flügelschläge innerhalb dieses Bereichs noch aerodynamisch effizient sind. Diese doppelte Beurteilung ermöglicht es uns in der Praxis, zwischen einer leichten Fangmyopathie, einer aktiven Muskelinfektion, einer Dekonditionierung durch längere Gefangenschaft oder einem fortgeschrittenen Proteinabbau durch Migration zu unterscheiden und zu entscheiden, ob ein sich erholender Vogel in der Lage ist, zu einem anhaltenden und propulsiv effizienten Flug zurückzukehren, oder ob sich seine Brustmuskulatur noch nicht ausreichend erholt hat.

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