排尿定律：所有哺乳动物排空膀胱所需时间相同
流体动力学
2014-03-28 v3 其他定量生物学
摘要
许多泌尿学研究依赖于大鼠和猪等动物模型，但其排尿物理机制及其与人类的相关性尚不清楚。在此，我们阐明了跨越五个数量级动物质量的排尿流体动力学。通过在亚特兰大动物园进行的高速摄像和流速测量，我们发现了“排尿定律”，该定律指出动物排空膀胱的平均持续时间几乎恒定，为 21 秒（标准差 13 秒）。这一壮举之所以成为可能，是因为大型动物拥有更长的尿道，从而产生更高的重力和流速。小型哺乳动物在排尿过程中面临挑战，因为高粘滞力和表面张力将其尿液限制为单滴。我们的研究结果表明，尿道构成了一种流动增强装置，使泌尿系统能够在不损害其功能的情况下按比例放大。这项研究可能有助于诊断动物的泌尿问题，并启发基于自然界系统的可扩展流体动力学系统的设计。
引用
@article{arxiv.1310.3737,
title = {Law of Urination: all mammals empty their bladders over the same duration},
author = {Patricia J. Yang and Jonathan C. Pham and Jerome Choo and David L. Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.3737},
year = {2014}
}
备注
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