男性為什麼隨著年紀的增長,撒尿的距離變短了?
小學的時候,有很多同學可以在大便的坑位從第一個尿到第三個坑位,但隨著年紀增大貌似「戰鬥力」越來越不行了。記得以前看過一個笑話也是說年紀大了之後都會滴下來……
請問:究竟是為什麼會導致這個情況的發生?
所謂「少年尿尿越過牆 老來撒尿濕褲襠」。
除了@姚澤源所說的尿道的原因(包括長度和直徑),更重要的來自於前列腺。前列腺如栗子,底朝上,與膀胱相貼,尖朝下,抵泌尿生殖膈,前面貼恥骨聯合,後面依直腸,尿道後端圍繞,呈「板栗狀」。
可以這樣說,前列腺扼守著尿道上口,所以,前列腺有病,排尿首先受影響。 @姚澤源 從尿道流體力學上面分析了尿液的速度,我這裡就不再獻醜了。以下請自行腦補=。=想想一根管子,近端被人捏細踩扁了,而遠端是寬大的,從遠端流出道出來的水流速度和壓力是不是會比單純一根粗管子更小呢?別笑,說你呢,是個男人就會被「踩一腳」。
正常成年男性前列腺上端橫徑約4cm,垂直徑約3cm,前後徑約2cm。
小男孩前列腺只有大約1cm見方(喵咪的上標符號在哪裡),而且質地柔軟,對尿道基本不產生壓迫。隨著年齡的增長,男性的前列腺也在不斷增長...等到了老年,即使身體各種健康,前列腺也會有良性的增生,使得膀胱尿道流出口狹窄。而疾病所導致的前列腺肥大(如前列腺癌等)也是導致尿道狹窄,乃至梗阻、尿瀦留的重要因素。
多說一句,檢查前列腺是否有增生,乃至是否良性,常用的辦法就是「肛門指診」...(請自行百度)
咳咳 以上
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感謝@姚澤源評論補充 1. 在尿尿時經常做的提臀動作是收縮盆地逼尿肌(在膀胱後外側方 而不是出口方),使得膀胱壓力增大,從而提高尿速。 2.(知乎評論不好畫圖啊)我們試建立這樣的數學簡化模型,令整個體系由三個部分構成:1)膀胱2)尿道3)外環境使得上述體系滿足如下假設條件:
1)假設成人與小兒擁有一樣的尿道直徑d和長度l2)假設兩者的膀胱內壓P0是相等的3)成人膀胱和尿道介面處存在的界面阻力R1adult&>R1pupil4)我們假設尿道外口的直徑與尿道直徑相同(實際上略有差異),尿道外口與外環境之間的界面阻力R2遠小於R1(且這裡可以假設成人與小兒的R2相同)我們可以得到如下的推論:1)尿道在整個模型中構成了一個「中間緩衝體系」2)真正決定尿速度和距離的應當是尿道和外環境之間的壓力差(也就是「緩衝體系」內的壓力P1)在以上條件得到承認和共識的條件下,我們可以來推算P1adult和P1pupil的大小:由於P0相同,尿道內的液體壓力與界面阻力成反比;與尿道內的液體量成正比。尿道內液體的量W1和與流入量FLOWin和流出量FLOWout相關,而FLOWout又反過來取決於P1(也就是一個二階自相關的變數)
根據以上條件可以得到關於尿道內液體壓力的積分,算式我就不往上寫了...不知道我說明白了沒有...
=====================================沒有否定尿道的因素但是姚同學為什麼一定抓住假設一呢?如果不在假設一的情況下,是無法對前列腺的因素進行比較的。無關變數都沒有固定不是嗎?另外我一直不忍心講得就是,尿瀦留或是排尿不暢的病人,前列腺切除或是剜除術(珠江醫院劉春曉教授原創手術),癥狀全都得以改善...
理性和三觀不是建立在空想模型上的,而是現實啊少年因為尿道變粗了。
感謝@鋼盅郭子 @顧寧權 與 @陸羽的提醒,更新如下:
首先假定每秒流出的尿液總量相等(七歲前有一些差別,七歲後相等,見參考資料3),體積為V,幼兒尿道橫截面積為s,成人為S,幼兒尿出速度為v0,成人v1,且認為尿液在一段時間間隔內為一近似圓柱體的存在(能尿出三稜柱的大神不在我們的討論範圍之內……)
那麼,有
V=V
(每秒秒流出的尿液總量相等)因為圓柱體體積公式為V=S×h(底面積乘以高)
而h(長度)=v×t(速度乘以時間)
所以有
v0 × t × s = v1 × t × S
即
v0:v1 = s:S
因為S=πR2(圓形面積公式) 設小兒尿道半徑為r,成人為R,則有
v0 :v1 = (r:R)2
然後已知成年男性的尿道寬度為5~7mm(百度百科,尿道條),那麼剩下的問題就是:小孩子的尿道寬度到底是多少呢?
剛才查了一下,根據一篇cnki上的論文可知在幼兒(1~2歲)階段幼兒的尿道直徑是小於2mm的,即(r:R)2 的數值大概是1/6~1/12,也就是說幼兒尿尿的速度大概是成人的6~12倍!
1m/s VS 12m/s
話說,這種數量級上的硬體差距,調養黨們,可以洗洗睡了……
參考資料:
1、尿道—百度百科:
http://baike.baidu.com/view/43160.htm「男性尿道自膀胱頸部的尿道口至尿道外口,長約16-22厘米。管徑平均為5~7mm。」
2、幼兒尿道寬度:
①男性幼兒導尿管的自製與臨床應用
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-HNGY199603063.htm「製作方法 用直徑2mm大小,長30cm的硅膠管一條,尾端安上針栓,前端剪成圓形,(經高壓滅菌後使用。」
②一次性小兒吸痰管在男性嬰幼兒導尿中的應用
http://mall.cnki.net/magazine/Article/ZZYX200801031.htm「由於嬰幼兒的尿道內徑較小,即使用最細的Foley』s尿管也難以插入尿道」
「材料和方法採用的吸痰管為德爾公司生產的DRE型可控式吸痰管,型號為6F,側孔型,外徑1mm,軟硬度適當,可以順利通過尿道。」
③導尿管—百度百科
http://baike.baidu.com/view/933985.htm「導尿管型號,按照外徑的周長分6F~30F共13個規格型號,常用的成人導管管有12F、14F、16F、18F四種型號,F數就是外周長的毫米數.是法制單位。F就是French.換算公式是F=2πr粗略換算就是F(毫米)=3倍的外直徑(毫米)。」
3、關於最大尿流量:
http://www.doc88.com/p-534463673625.html1、首先明確下探討的是什麼情況下變短了,我想提問者的意思是用最大的力氣,而排尿所能達到的最遠距離變短了。
2、其次,想和 @姚澤源 明確一下兒童(>7歲)的排尿的最遠距離與20~40歲男性(泌尿系統正常)排尿的最遠距離的差距,真的比50-60歲成年男性排尿最遠距離與20~40歲男性(泌尿系統正常)排尿的最遠距離的差距大么? 恐怕提問者所觀察到的更多是後者吧。3、再次,貼幾張尿道結構圖:開始:排尿是一個脊髓反射,通常當膀胱內尿量達到一定充盈度(約400-500ml)時,膀胱壁(尤其是後尿道)的感受器受牽張刺激而興奮,衝動傳至脊髓骶段的排尿反射初級中樞,同時也上傳至腦幹(腦橋)和大腦皮質的排尿反射高位中樞,併產生尿意。但腦的高級中樞可抑制或加強排尿反射過程(具體就不詳細說了)。在提問者所說的情況下,通過大腦刻意加強排尿反射,使尿量在最大的壓力排出,而這個壓力主要是通過逼尿肌提供的,所以:
如果尿道正常的情況下,這個逼尿肌所能提供的壓力就是改變排尿所能達到速度的主要因素。壓力越大,在尿道排出尿的速度越大,排尿所能達到的最遠距離越大。而隨著年齡的增長,逼尿肌是逐漸萎縮的,所能提供的壓力也變小,所以隨著年齡增加,成年男性排尿最遠距離縮短。
同時,在隨著年齡的增加情況下,尿道也是會變化的,其中常見的便是前列腺增生的問題,會使尿道變得狹窄,因此,當尿道變化的情況,同時會使排尿的阻力增加,進而減慢排尿的速度,t同時在尿道變化之後,膀胱較長時間過度充盈,使膀胱肌過度伸長而逐漸失去張力和有效收縮能力,綜合兩方面的因素,都會使排尿的所能達到的最遠距離變小。
所以,排尿所能達到的最遠距離主要影響因素是逼尿肌所能提供的壓力(動力)和尿道的改變(阻力)。
參考:1.Susan Standring etc.Gray"s Anatomy, 40th Edition;2.朱大年等.《生理學》(第七版),人民衛生出版社;3.http://en.wikipedia.org/wiki/Urethra包皮也是一個因素吧?大了以後生殖器發育,從包皮中漏出來,所以就沒有「增壓器」了。
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