Czas trwania oddawania moczu: Study finds most mammals need about 21 seconds

David Hu, inżynier mechanik w Georgia Institute of Technology i współautor badania, ma dwoje małych dzieci i powiedział, że wpadł na pomysł eksperymentu podczas zmiany pieluch kilka lat wstecz.

„Myślałem: 'Jak coś może być teraz gorsze?” powiedział Hu. „I pomyślałem, 'Cóż, może gdybym zmieniał pieluchę słonia, to byłoby naprawdę źle.”

Badacze udali się do Zoo Atlanta, aby obejrzeć jak zwierzęta załatwiają swoje sprawy. Hu przeprowadził już kilka niekonwencjonalnych eksperymentów z mrówkami ognistymi, ale obserwowanie, jak zwierzęta załatwiają swoje potrzeby, wiązało się z wyjątkowymi wyzwaniami.

O ile odmierzanie czasu każdej sesji siusiania było łatwe, o tyle pomiar natężenia przepływu był trudny, ponieważ trzeba było zebrać mocz. To nie jest łatwe zadanie. Po pierwsze, trudno jest złapać zwierzę na gorącym uczynku. Po drugie, trzeba zebrać cały mocz, aby uzyskać dokładny pomiar, ile płynu wypływa na sekundę. I trzeba to robić ręcznie. To było nieuniknione: Szybka kamera była od czasu do czasu ochlapywana przez mocz, powiedział Hu.

Wymyślenie, jak w ogóle zbierać mocz, było samo w sobie wyzwaniem, powiedział Hu.

„Skończyło się na pocięciu części butelek po napojach gazowanych, ponieważ musi to być coś, co można trzymać w ręku, i po prostu w jednej chwili wejść na ręce i kolana i trzymać w odpowiedniej pozycji”, powiedział Hu. „Wszystko inne, czego próbowaliśmy, zawiodło. Próbowaliśmy patelni – nie lubią patelni, uważają, że to dziwne. Próbowaliśmy podkładek – nie lubią podkładek, uważają, że to dziwne.”

Badacze przyjrzeli się również filmom z YouTube przedstawiającym sikanie zwierząt i przeczesali literaturę, aby porównać rozmiary pęcherza każdego gatunku oraz długość i szerokość cewki moczowej, rury, która pozwala moczowi opuścić ciało.

Małe zwierzęta, takie jak szczury, oddawały mocz w zupełnie inny sposób niż my – w małych „gumowych kulkach” wody podawanych jedna po drugiej, powiedział Hu. Małe zwierzęta nie mają wystarczająco dużo płynu w ich systemie, aby to płynąć. Ale zwierzęta większe niż 6,6 funta (w tym ludzie) może przechowywać dużą ilość moczu i używane zasadniczo ten sam mechanizm – to w zasadzie wyszedł w strumieniu lub stream.

While niektóre z tych większych zwierząt miał naprawdę pojemne pęcherze (słoń może wypełnić kuchenny kosz na śmieci z pee), wszystkie one, od kota do kozy do słonia, wydają się opróżnić w tym samym czasie: 21 sekund, dać lub wziąć 13 sekund. Zakres ten może częściowo wynikać z faktu, że zwierzęta często oddają mocz z różnych powodów – samce często używają moczu do oznaczania terytorium, na przykład, a niektóre gryzonie używają moczu jako środka obronnego.

Ciągle, Hu mówi, że jest to niezwykle ciasne okno. Po tym wszystkim, nawet jeśli 18-litrowy pęcherz słonia jest prawie 3600 razy większy niż pęcherz kota, opróżnienie go nie trwa 3600 razy dłużej. Oznacza to, że słoń musi wypluwać potężny strumień płynu z dużą prędkością, aby opróżnić się w tym samym czasie, co stosunkowo maleńki koci pęcherz.

Tajemnica wydaje się leżeć w konstrukcji cewki moczowej, która wykorzystuje grawitację na swoją korzyść. Im dłuższa cewka moczowa, tym szybszy przepływ – ponieważ tak jak ciśnienie wzrasta w kierunku dna głębokiego basenu, ciśnienie w wypełnionej płynem cewce moczowej również wzrasta w kierunku dna rury. A ponieważ cewka moczowa jest również proporcjonalnie szersza u większych zwierząt, w zasadzie dodaje dodatkowe pasy do tej szybko poruszającej się autostrady sików – lub, jeśli wolisz, „drogi sików”.

Zrozumienie czasu trwania oddawania moczu ma ważne implikacje zdrowotne, Hu powiedział, biorąc pod uwagę, że choroby takie jak rak prostaty lub warunki takie jak otyłość mogą wywierać nacisk na cewkę moczową, może to sprawić, że proces oddawania moczu jest dłuższy. Jeśli sikanie trwa zbyt długo, są szanse, że istnieje problem zdrowotny, który wymaga uwagi.

To również wyjaśnia, które zwierzęta są najdokładniejszymi modelami, aby pomóc zrozumieć ludzkie oddawanie moczu w laboratorium – i prawdopodobnie nie są to szczury.

Zrozumienie dróg moczowych, mechanizmu, który działa w wielu różnych skalach wielkości, może również pomóc inżynierom w budowaniu lepszych urządzeń, które polegają na przepływie płynów, od naziemnych zbiorników na wodę po wydajne pod względem zużycia wody toalety.

Follow @aminawrite po więcej dziwnych wiadomości naukowych ze świata zwierząt.