Virtsaamisen kesto: Tutkimuksen mukaan useimmat nisäkkäät tarvitsevat noin 21 sekuntia

David Hu, Georgia Institute of Technologyn koneinsinööri ja tutkimuksen toinen kirjoittaja, jolla on kaksi pientä lasta, kertoi saaneensa idean kokeeseen vaihtaessaan vaippoja pari vuotta sitten.

”Ajattelin: ’Miten mikään voisi olla huonompaa juuri nyt?'”. Hu sanoi. ”Ja ajattelin: ’No, ehkä jos vaihtaisin norsun vaippaa, se olisi todella paha.'”

Tutkijat suuntasivat Atlantan eläintarhaan katsomaan, miten eläimet hoitavat asiansa. Hu on tehnyt epätavanomaisia kokeita palomuurahaisilla, mutta eläinten tarkkailuun liittyi omat ainutlaatuiset haasteensa.

Vaikka jokaisen pissasession ajoittaminen oli helppoa, virtausnopeuden mittaaminen oli vaikeaa, koska virtsa piti kerätä. Se ei ole mikään helppo tehtävä. Ensinnäkin eläintä on vaikea saada kiinni itse teosta. Toiseksi kaikki virtsa on otettava talteen, jotta voidaan mitata tarkasti, kuinka paljon nestettä tulee ulos sekunnissa. Ja se on tehtävä käsin. Se oli väistämätöntä: Hu sanoi, että suurnopeuskamera roiskui ajoittain virtsasta, Hu sanoi.

Keksiminen, miten virtsan kerääminen ylipäätään onnistuu, oli jo itsessään pulmallinen tehtävä, Hu sanoi.

”Päädyimme leikkaamaan osia limsapulloista, koska sen on oltava jotain, jota voi pitää käsin, ja vain sekunnin päästä mennä käsille ja polvilleen ja pitää sitä oikeassa asennossa”, Hu sanoi. ”Kaikki muu, mitä kokeilimme, epäonnistui. Kokeilimme pannuja – he eivät pidä pannuista, ne ovat heidän mielestään outoja. Kokeilimme tyynyjä – ne eivät pidä tyynyistä, ne pitävät sitä outona.”

Tutkijat katsoivat myös YouTube-videoita eläimistä, jotka pissasivat, ja haravoivat kirjallisuutta vertaillakseen kunkin lajin virtsarakon kokoa sekä virtsaputken, putken, jonka kautta virtsa poistuu kehosta, pituutta ja leveyttä.

Pikkuruiset eläimet, kuten rotat, näyttivät virtsaavan hyvin eri tavalla kuin me – pieninä ”purukumipalloina”, jotka annostelivat vettä yksi kerrallaan, Hu sanoi. Pienillä eläimillä ei ole tarpeeksi nestettä elimistössään, jotta se voisi virrata. Mutta yli 2,5 kiloa painavat eläimet (mukaan lukien ihmiset) voivat varastoida suuren määrän virtsaa, ja ne käyttivät periaatteessa samaa mekanismia – se tuli ulos suihkuna tai virtana.

Vaikka joillakin näistä suuremmista eläimistä oli todella tilavat virtsarakot (elefantti voi täyttää keittiön roskiksen pissalla), ne kaikki, kissasta vuohiin ja elefantteihin, näyttivät tyhjentyvän suurin piirtein samassa ajassa: 21 sekuntia, enemmän tai vähemmän, eli 13 sekuntia. Tämä vaihteluväli saattaa osittain johtua siitä, että eläimet virtsaavat usein eri syistä – urokset käyttävät virtsaa usein esimerkiksi reviirin merkitsemiseen, ja jotkut jyrsijät käyttävät virtsaa puolustautumiskeinona.

Hu sanoo kuitenkin, että se on hämmästyttävän tiukka aikaikkuna. Loppujen lopuksi, vaikka norsun 18 litran rakko on lähes 3600 kertaa suurempi kuin kissan, sen tyhjentäminen ei vie 3600 kertaa kauemmin. Tämä tarkoittaa sitä, että norsun on oksennettava valtavaa nestevirtaa suurella nopeudella, jotta se pystyy tyhjentymään samassa ajassa kuin suhteellisen pieni kissan rakko.

Salaisuus näyttäisi piilevän virtsaputken rakenteessa, joka käyttää painovoimaa hyväkseen. Mitä pidempi virtsaputki on, sitä nopeampi virtaus on – sillä aivan kuten paine kasvaa kohti syvän uima-altaan pohjaa, myös nesteellä täytetyssä virtsaputkessa paine kasvaa kohti putken pohjaa. Ja koska virtsaputki on myös suhteessa leveämpi suuremmilla eläimillä, se periaatteessa lisää ylimääräisiä kaistoja tälle nopeasti kulkevalle pissatietä – tai ”pissatietä”, jos niin haluat.

Hu sanoi, että virtsaamisen keston ymmärtämisellä on tärkeitä terveysvaikutuksia, koska eturauhassyövän kaltaiset sairaudet tai lihavuuden kaltaiset tilat voivat aiheuttaa painetta virtsaputkeen, se voi tehdä tyhjennysprosessista pidemmän. Jos pissaaminen kestää liian kauan, on todennäköistä, että kyseessä on terveysongelma, johon on kiinnitettävä huomiota.

Se myös selventää, mitkä eläimet ovat tarkimpia malleja, joiden avulla voidaan ymmärtää ihmisen virtsaamista laboratoriossa – ja ne eivät todennäköisesti ole rottia.

Mekanismin, joka toimii monessa eri kokoluokassa, ymmärtäminen voisi myös auttaa insinöörejä rakentamaan parempia nestevirtaukseen tukeutuvia laitteita maanpäällisistä vesisäiliöistä vesitehokkaisiin käymälöihin.

Seuraa @aminawrite:tä saadaksesi lisää oudompia tiedeuutisia eläimistä.