Длительность мочеиспускания: исследование показало, что большинству млекопитающих требуется около 21 секунды

Ученые, наблюдавшие за десятками различных млекопитающих — от крыс до слонов — в процессе мочеиспускания, обнаружили, что большинство из них опорожняют мочевой пузырь за примерно одинаковое время — около 21 секунды.

Результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, проливают свет на загадочную гидродинамику мочеиспускания и могут помочь инженерам создавать более эффективные устройства для регулирования потока жидкости.

Исследователи отправились в Zoo Atlanta, чтобы понаблюдать за животными. Измерение скорости потока мочи было сложной задачей, так как требовало её сбора. Ученые использовали разрезанные пластиковые бутылки, чтобы вручную подставлять их под струю в нужный момент.

Также они изучили видео на YouTube и научную литературу, чтобы сравнить размер мочевого пузыря, длину и ширину уретры у каждого вида.

• Мелкие животные (например, крысы) мочатся иначе — маленькими «шариками» воды, по одному. У них недостаточно жидкости в организме для создания потока.
• Крупные животные (тяжелее ~3 кг, включая человека) накапливают большой объем мочи и используют по сути один и тот же механизм — струю.

Несмотря на огромную разницу в объеме мочевого пузыря (у слона он вмещает ~18 литров, что почти в 3600 раз больше, чем у кошки), все эти животные опорожняют его примерно за одно и то же время: 21 секунду, плюс-минус 13 секунд. Это означает, что слон извергает мощный поток на высокой скорости, чтобы уложиться в тот же временной промежуток, что и кошка.

Секрет кроется в конструкции уретры, которая использует силу тяжести. Чем длиннее уретра, тем быстрее поток — давление в жидкости нарастает к нижней части трубки, как на дне глубокого бассейна. А поскольку у крупных животных уретра также пропорционально шире, это добавляет дополнительные «полосы движения» на этой скоростной «мочевой магистрали».

Понимание длительности мочеиспускания имеет важное значение для здоровья: такие заболевания, как рак простаты, или состояния, такие как ожирение, могут оказывать давление на уретру и удлинять процесс. Слишком долгое мочеиспускание может указывать на проблему.

Это также проясняет, какие животные являются наиболее точными моделями для изучения человеческого мочеиспускания в лаборатории — и это, вероятно, не крысы.

Понимание работы мочевыводящих путей, механизма, эффективного в широком диапазоне размеров, может помочь инженерам создавать более совершенные устройства, использующие поток жидкости — от наземных водонапорных баков до водосберегающих унитазов.