Conclusies en toekomstig werk
Het is aangetoond dat de urineleider niet functioneert als een sinusoïdale peristaltische pomp van het type beschreven in . Het is echter aangetoond dat het mogelijk is om, op basis van een meer algemene analyse, een vorm voor de urineleider te vinden die urometrogrammen oplevert die goed overeenkomen met de waarnemingen. Ook is bij een dergelijke analyse de vorm van de urineleider verenigbaar met de waarnemingen. Ook is aangetoond hoe grootheden als de maximaal gemeten druk, de snelheid van de urinestraal en de frequentie en snelheid van de contractiele golf onderling samenhangen. Dit verklaart waarom correlaties met twee van deze grootheden niet mogelijk zijn als alle andere relevante grootheden niet worden gecontroleerd.
Vanuit de bespreking in de voorgaande hoofdstukken is het nu mogelijk het volgende verslag te geven van de gebeurtenissen als we een peristaltische golf volgen in zijn beweging van de nier naar de urineblaas (zie fig. 6, waarin fig. 4b en c afzonderlijk zijn gereproduceerd). Wij zullen ons concentreren op één volledige golf, die wij omwille van de discussie laten beginnen en eindigen ongeveer in het midden van de urinepool. Laten we nu aannemen dat we een katheter hebben die op de as van station A is geplaatst terwijl de peristaltische golf naar beneden beweegt. Laten we beginnen de tijd te meten wanneer het uiteinde van de katheter dat de druk registreert zich in het punt O bevindt, wanneer een stopwatch nul aangeeft. Laten we dan kijken wat er gebeurt als de urineleider zich naar beneden beweegt. Op punt O en tijdstip nul is de gemeten druk de rustdruk. Naarmate de tijd verstrijkt, beweegt de urineleider in de richting die door de pijlen wordt aangegeven, maar de druk blijft onveranderd totdat de doorsnede B bij O aankomt. Wanneer doorsnede B voorbij de katheter bij punt O komt, stijgt de druk vrij snel tot een maximum bij station C; daarna daalt de druk snel en wordt bijna gelijk aan de rustdruk wanneer het lumen zijn minimale diameter heeft bereikt bij punt D. Vanaf dat punt ontspant de urineleider zich en blijft de druk gelijk aan de rustdruk. Uit Fig. 6 kan worden opgemaakt dat het punt van de maximale druk wordt gevoeld lang nadat de plas urine is verdwenen; dit is een theoretische bevinding die alleen door zorgvuldige gelijktijdige registratie van druk en geometrie kan worden gestaafd.* Om precies te zijn: uit Fig. 6 blijkt dat de tijd tussen de punten B en C ongeveer 4 sec is; de tijd tussen C en D is ongeveer 2 sec.
Fig. 6. Deze figuur is dezelfde als Fig. 4b en c, maar met andere notaties om het verband tussen het kinematische en vloeistofmechanische gedrag van de urineleider weer te geven.
Het feit dat de minimale diameter van de afgesloten urineleider theoretisch ongeveer 150 van de gemiddelde grootte van de urineleider bleek te zijn (zeg, 0.05 mm), terwijl we weten dat de katheter veel groter is (een katheter van Frans 3 heeft een diameter van ruwweg 1 mm), is geen reden om aan dit model te twijfelen, omdat, zoals hierboven uitgelegd, de afmeting van 0,05 mm niet de werkelijke fysieke diameter van de urineleider is op het punt van maximale occlusie; het is eerder een equivalente hydraulische diameter, die dezelfde weerstand biedt met de werkelijke meer gecompliceerde stervormige ureterconfiguratie. In dit theoretische model is de urineleider overal bevochtigd, maar het is duidelijk dat de hoeveelheid urine in de bijna afgesloten doorsnede tussen B en D zeer gering is in vergelijking met de hoeveelheid in de hoofdplas. Daarom is het een veilige veronderstelling te stellen dat elke peristaltische golf de hoeveelheid urine overdraagt die zich in elke poel bevindt. Het volume van de poel is dus datgene waarvan de hoeveelheid urine zal afhangen, maar wat het urometrogram betreft, is niet het volume van de poel van belang, maar de vorm van de urineleider tussen B en D; met andere woorden, de vorm van de urineleider tijdens de vroege fase van contractie en de laatste fase van dilatatie speelt geen rol in het urometrogram, aangezien de op die punten corresponderende drukken dezelfde zijn als de rustdruk. Dit is het beeld zoals het uit vloeistofmechanisch oogpunt naar voren komt, ervan uitgaande dat we het kinematische en geometrische gedrag van de peristaltische golf kennen. Het zal van groot belang zijn dit gedrag en deze bevindingen te bespreken met betrekking tot de elasticiteit van de urineleider, maar dit valt buiten de competentie van de huidige auteur.
Het bovenstaande in gedachten houdend, wordt het volgende mechanisme voor de overdracht van urine voorgesteld, zoals reeds werd gesuggereerd in . Opdat de urine de ureterovesicale verbinding kan passeren, is het van belang dat in de nabijheid daarvan hoge drukken aanwezig zijn. Aangezien wij hebben vastgesteld dat pmax slechts plaatselijk rond een vernauwing kan worden gevoeld, moet de contractiele golf zeer dicht bij de ureterovesicale junctie verschijnen, wil die junctie in een afvoerende hoedanigheid werken. Wanneer de peristaltische golf van deze verbinding weg werkt, is de elasticiteit van de urineleider in staat de urine op te vangen die van het vernauwingspunt wordt verplaatst, zonder dat op de plaats van de verbinding een aanzienlijke druk behoeft te worden uitgeoefend. Wanneer de contractiegolf dicht bij het knooppunt werkt, is er niet genoeg lengte om de in distale richting verplaatste hoeveelheid urine elastisch op te vangen, en als gevolg daarvan zal zich een hoge druk ontwikkelen om de weerstand van het knooppunt te overwinnen.
Het is ook duidelijk dat, in principe, de zwaartekracht niet nodig is voor het proces van lozing. Want als we een man in omgekeerde positie beschouwen, zien we de volgende opeenvolging van gebeurtenissen als we beginnen met een volledig lege bovenste urinewegen. Terwijl de urine vanuit de kelken in het nierbekken wordt geloosd, zullen de contractiegolven zeer weinig of geen urine naar de ureterovesicale verbinding brengen. Naarmate meer urine wordt geproduceerd, zal de urineleider zich noodgedwongen vullen en dan zal de peristaltische golf op de eerder beschreven wijze in actie komen.
Anderzijds komt de normale maximumdruk van ongeveer 25 mm Hg die in een urometrogram wordt ontwikkeld overeen met een waterdruk van ongeveer 33 cm, wat toevallig ongeveer de lengte van de urineleider is. Dit betekent dat de piekdruk ruwweg de urinekolom in de urineleider kan ondersteunen. Het enige nadeel is dat er bij de ureterovesicale splitsing voldoende overdruk nodig is om deze te openen. Hieruit volgt dat een grote hoeveelheid urine in de urineleider niet door de urineblaas zal stromen tenzij de urineleider in staat is om op continue basis piekdrukken te ontwikkelen die aanzienlijk hoger zijn dan 25 mm Hg, zeg 75 mm Hg. Anderzijds zouden neveneffecten als gevolg van de omgekeerde positie de ontwikkeling van zulke hoge drukken kunnen verhinderen.
We zullen nu een situatie onderzoeken waarin er geen zwaartekracht is. In het licht van het voorgaande is het duidelijk dat de urineleider naar verwachting zal functioneren zoals onder normale omstandigheden, behalve dat er een tendens zal zijn tot de vorming van stenen omdat de verblijftijd van dezelfde hoeveelheid urine langer zal zijn. Het bewijs hiervan wordt geleverd door de bewezen neiging van patiënten om stenen te vormen wanneer zij voor lange tijd aan bed gekluisterd zijn. Aldus zal in alle gevallen, zelfs bij ruimtevlucht bij afwezigheid van zwaartekracht, het hier gesuggereerde mechanisme voor de functie van de urineleider onveranderd blijven, omdat de zwaartekracht niet essentieel is voor het proces, hoewel het ontbreken ervan de genoemde neveneffecten zal veroorzaken.
Het huidige werk stelt een aantal experimenten voor. Het meest voor de hand liggende en belangrijkste is het combineren van urometrie met radiografische observatie, waarbij gelijktijdig alle noodzakelijke opnamen worden gemaakt, zodat alle volgende grootheden worden gemeten zoals zij variëren ten opzichte van de tijd: druk, geometrie van het lumen, frequentie golfsnelheid van de peristaltische golf, en hoeveelheid geloosde urine. Het zal dus mogelijk zijn, ervan uitgaande dat deze informatie wordt verstrekt voor een verscheidenheid van urineleiders en omstandigheden, om alle vertakkingen van de hier gepresenteerde theorieën te controleren. Men zou in staat moeten zijn een universele wiskundige relatie voor de urineleider op te stellen die nuttig zou kunnen zijn bij klinische waarnemingen. De problemen van retrograde golven en reflux zijn eveneens belangrijk, maar met het onderzoek daarvan is reeds een begin gemaakt.
Extra werk moet worden verricht om het mechanisme van de peristaltische golf te begrijpen, dat, zoals thans algemeen wordt aangenomen, afhangt van de elektrochemische activiteit van de urineleiderspier. Van belang kan ook zijn de koppeling van de elasticiteit van de urineleider met de vloeistofstroming in de buurt van de ureterovesicale junctie, een probleem dat hier niet is onderzocht.