Következtetések és jövőbeli munka
Bebizonyítottuk, hogy az ureter nem úgy működik, mint egy szinuszos perisztaltikus szivattyú, mint amilyet a . Azonban megmutattuk, hogy egy általánosabb elemzés alapján lehetséges olyan formát találni az ureter számára, amely a megfigyelésekkel jó összhangban lévő urometrogramokat eredményez. Egy ilyen elemzésben az ureter alakja is összeegyeztethető a megfigyelésekkel. Azt is kimutatták, hogy az olyan mennyiségek, mint a regisztrált maximális nyomás, a vizeletáramlás sebessége, valamint a kontrakciós hullám frekvenciája és sebessége hogyan függnek össze. Ez megmagyarázza, hogy miért nem lehetséges korreláció e mennyiségek bármelyikével, ha az összes többi vonatkozó mennyiséget nem ellenőrizzük.
Az előző szakaszokban bemutatott értekezésből kiindulva a következőkben ismertethetjük az eseményeket, amikor egy perisztaltikus hullámot követünk a veséből a húgyhólyagba irányuló mozgásában (lásd a 6. ábrát, amelyben a 4b és c ábrákat külön reprodukáltuk). Egy teljes hullámra fogunk koncentrálni, amely a megbeszélés kedvéért a vizelettócsa közepénél kezdődik és ér véget. Tegyük fel, hogy a katétert az A állomás tengelyénél helyezzük el, miközben a perisztaltikus hullám lefelé halad. Kezdjük el mérni azt az időt, amikor a nyomást rögzítő katéter hegye az O pontnál van, amikor a stopperóra nullát mutat. Ezután figyeljük meg, mi történik, ahogy a húgyvezeték lefelé mozog. Az O pontnál és a nulla időpontban a rögzített nyomás a nyugalmi nyomás. Az idő múlásával a húgyvezeték a nyilak által mutatott irányba mozog, de a nyomás nem változik, amíg a B keresztmetszet el nem éri az O-t. Ez az a pillanat, amikor a súlyos elzáródás kezdete bekövetkezik. Ahogy a B pont elhalad a katéter mellett az O pontnál, a nyomás meglehetősen gyorsan emelkedik, és a C pontnál lesz maximális; majd gyorsan csökken, és majdnem megegyezik a nyugalmi nyomással, amikor a lumen elérte minimális átmérőjét a D pontnál. Ettől kezdve az ureter ellazul, és a nyomás megegyezik a nyugalmi nyomással. A 6. ábráról megfigyelhető, hogy a maximális nyomáspont jóval a vizelettócsa elhaladása után érezhető, és ez olyan elméleti megállapítás, amelyet csak a nyomások és a geometria gondos egyidejű rögzítése igazolhat.* Pontosabban a 6. ábráról a B és C pontok közötti idő kb. 4 mp; a C és D pontok közötti idő kb. 2 mp.
6. ábra. Ez az ábra megegyezik a 4b. és c. ábrával, de más jelölésekkel, hogy bemutassuk az ureter kinematikai és folyadékmechanikai viselkedése közötti kapcsolatot.
Azt, hogy az elzáródott ureter minimális átmérőjét elméletileg az ureter átlagos méretének kb. 150-nek találták (mondjuk 0.05 mm), amikor tudjuk, hogy a katéter ennél jóval nagyobb (egy 3. francia katéter átmérője nagyjából 1 mm), nem ad okot e modell kétségbe vonására, mert, mint fentebb kifejtettük, a 0,05 mm-es méret nem az ureter tényleges fizikai átmérője a maximális elzáródás helyén, hanem egy egyenértékű hidraulikai átmérő, amely a tényleges, bonyolultabb, csillag alakú ureter-konfigurációval azonos ellenállást nyújt. Ebben az elméleti modellben az ureter mindenhol nedves, de egyértelmű, hogy a vizelet mennyisége a B és D közötti majdnem elzáródott keresztmetszetben valóban nagyon kicsi a fő vizeletmedencében lévő mennyiséghez képest. Ezért biztonságos feltételezés, hogy minden egyes perisztaltikus hullám az egyes medencékben található vizeletmennyiséget továbbítja. A medence térfogata tehát az, amelytől a vizeletáramlás mennyisége függ, de az urometrogram szempontjából nem a medence térfogata, hanem a B és D közötti ureter alakja a fontos szempont; más szóval az ureter alakja az összehúzódás korai és a tágulás végső szakaszában nem játszik szerepet az urometrogramban, mivel az ezekben a pontokban megfelelő nyomások megegyeznek a nyugalmi nyomással. Ez a kép úgy rajzolódik ki, ahogyan az a folyadékmechanika szempontjából kiderül, feltételezve, hogy ismerjük a perisztaltikus hullám kinematikai és geometriai viselkedését. Nagy érdeklődésre tarthat számot ennek a viselkedésnek és ezeknek a megállapításoknak a megvitatása az ureter rugalmasságával kapcsolatban, de ez meghaladja a jelen szerző kompetenciáját.
A fentieket szem előtt tartva a vizelet továbbításának következő mechanizmusát javasoljuk, ahogyan azt már a . Ahhoz, hogy a vizelet át tudjon jutni az ureterovesicalis csomóponton, fontos, hogy annak közelében magas nyomás legyen jelen. Mivel azt találtuk, hogy a pmax csak lokálisan érezhető egy szűkület körül, a kontraktilis hullámnak nagyon közel kell megjelennie az ureterovesicalis átmenethez, ha ez az átmenet ürítő funkciót lát el. Amikor a perisztaltikus hullám ettől az elágazástól távolabb hat, az ureter rugalmassága képes befogadni a szűkület pontjától távolodó vizeletet anélkül, hogy az elágazás helyén jelentős nyomást kellene kifejteni. Amikor az összehúzódási hullám a csomópont közelében hat, nincs elég hosszúság ahhoz, hogy rugalmasan befogadja a distalis irányba kiszoruló vizelet mennyiségét, és ennek következtében nagy nyomás alakul ki a csomópont ellenállásának leküzdéséhez.
Az is nyilvánvaló, hogy elvileg nincs szükség a gravitációra a kiürülés folyamatához. Ha ugyanis egy fejjel lefelé fordított helyzetben lévő embert tekintünk, a következő eseménysort fogjuk megfigyelni, ha teljesen üres felső húgyutakból indulunk ki. Miközben a vizelet a kelyhekből a vesemedence felé ürül, a kontraktilis hullámok nagyon kevés vizeletet, ha egyáltalán van vizelet, emelnek az ureterovesicalis átmenethez. Ahogy több vizelet termelődik, az ureter szükségszerűen megtelik, és ekkor a perisztaltikus hullám a korábban leírt módon fog hatni.
Másrészt, az urometrogramban kialakuló normális, körülbelül 25 mm Hg maximális nyomás körülbelül 33 cm-es víznyomásnak felel meg, ami történetesen körülbelül az ureter hosszának felel meg . Ez azt jelenti, hogy a csúcsnyomás nagyjából az ureterben található vizeletoszlopot képes fenntartani. Az egyetlen ellenérv abból adódik, hogy elegendő túlnyomás szükséges az ureterovesicalis csomópontnál ahhoz, hogy az megnyíljon. Ebből az következik, hogy a húgyvezetékben lévő nagy mennyiségű vizelet nem fog átjutni a húgyhólyagon, hacsak a húgyvezeték nem képes folyamatosan 25 Hgmm-nél lényegesen magasabb, mondjuk 75 Hgmm csúcsnyomást kifejteni. Másrészt a fejjel lefelé helyzetből eredő mellékhatások megakadályozhatják az ilyen magas nyomások kialakulását.
Most egy olyan helyzetet vizsgálunk meg, amelyben nincs gravitáció. Az előzőekben elmondottak alapján nyilvánvaló, hogy a húgyvezeték várhatóan ugyanúgy fog működni, mint normál körülmények között, kivéve, hogy hajlamos lesz a kövek kialakulására, mivel ugyanannak a vizeletmennyiségnek a tartózkodási ideje hosszabb lesz. Ezt bizonyítja az a jól ismert tendencia, hogy a betegek kövek képződésére hajlamosak, ha hosszú ideig ágyhoz vannak kötve. Így minden esetben, még az űrrepülésben, gravitáció hiányában is, a húgyvezeték működésének itt javasolt mechanizmusa változatlan marad, mert a gravitáció nem nélkülözhetetlen a folyamathoz, bár hiánya az említett mellékhatásokat hozza létre.”
A jelen munka számos kísérletet javasol. A legkézenfekvőbb és legfontosabb az urometria kombinálása a radiográfiás megfigyeléssel, egyidejűleg az összes szükséges felvétel elkészítésével, hogy a következő mennyiségek mindegyike mérhető legyen, ahogy az idő függvényében változik: nyomás, a lumen geometriája, a perisztaltikus hullám frekvencia-hullámsebessége és a kiürített vizelet mennyisége. Így – feltételezve, hogy ezek az információk különböző húgyvezetőkre és állapotokra vonatkozóan rendelkezésre állnak – lehetőség nyílik az itt bemutatott elméletek valamennyi elágazásának ellenőrzésére. Képesnek kell lenni egy olyan univerzális matematikai összefüggés felállítására a húgyvezetékre vonatkozóan, amely hasznos lehet a klinikai megfigyelések során. A retrográd hullámok és a reflux problémái szintén fontosak, de ezek vizsgálata már megkezdődött .
Kiegészítő munkát kell végezni a perisztaltikus hullám mechanizmusának megértésében, amely, amint azt most széles körben hiszik, az ureter izomzat elektrokémiai aktivitásától függ. Fontos lehet még az ureter rugalmasságának a folyadékáramlással való összekapcsolódása az ureterovesicalis csomópont szomszédságában, egy olyan probléma, amelyet itt nem vizsgáltak.