Novos insights sobre como o órgão realmente funciona

Segundo a pesquisadora Anne Robertson, a bexiga não é considerada um órgão particularmente glamoroso, apesar de abrigar muitos dos mesmos elementos e processos fisiológicos do coração.

Felizmente para os campos da urologia e da biomecânica, isso não impediu Robertson e a sua equipa de tentarem compreendê-lo – um compromisso que levou a uma colaboração entre a Universidade de Pittsburgh e a Universidade de Sheffield para desenvolver o primeiro gémeo digital da bexiga – e a uma nova publicação que revela que as bexigas não se enchem como um simples balão como se pensava anteriormente, mas em vez disso têm grandes dobras internas que se expandem e retraem para acomodar mudanças de volume e pressão.

“A bexiga continua sendo um dos órgãos mais subexplorados na comunidade biomecânica”, disse Ph.D. em engenharia mecânica e ciência de materiais (MEMS). a candidata Fatemeh Azari, “e esta publicação preenche de forma decisiva uma lacuna no conhecimento que persiste há mais de três décadas.”

Liderados por Azari e Robertson, ilustres professores de engenharia mecânica e ciência de materiais (MEMS) na Swanson School of Engineering, as descobertas da equipe, “Elucidando o mecanismo de alta complacência pelo qual a bexiga urinária se enche sob baixas pressões”, foram publicadas em Relatórios Científicos.

O principal objetivo do grupo era descobrir como a bexiga se enche de urina a baixa pressão, examinando tanto a sua estrutura como a sua função. Embora estudos anteriores tenham proposto que pequenas dobras (rugas) na parede da bexiga permitem a sua expansão, a equipa descobriu que dobras muito maiores, cerca de dez vezes maiores do que se pensava, são a chave para a sua flexibilidade. Usando micro-TC de alta resolução e imagens multifotônicas, a equipe analisou como a parede da bexiga mudou de forma ao preencher um modelo de rato.

“Quando observamos a geometria da bexiga, percebemos que era muito mais complexa do que se pensava anteriormente.” Azari disse. “A espessura da parede da bexiga não é uniforme, e o que costumavam parecer espaços vazios nas tomografias computadorizadas anteriores estava, na verdade, cheio de estruturas de colágeno e elastina que finalmente pudemos ver usando imagens multifotônicas”.

Um experimento complementar vinculou essas mudanças ao comportamento pressão-volume durante o enchimento, usando um sistema de inflação de imagem personalizado para visualizar os mecanismos por trás do enchimento das bexigas. A equipe descobriu que as dobras em grande escala que se formaram durante a micção expulsaram mais de 95% da urina da bexiga. Estas dobras então se achatam durante o enchimento, permitindo que a bexiga se encha com muito pouco aumento de pressão – um componente crítico para proteger os rins e evitar vazamentos.

“Observamos que o enchimento da bexiga ocorre em duas fases distintas, em vez de se comportar como um simples balão em expansão”. Azari disse. “A primeira fase envolve um grande aumento de volume com alteração mínima de pressão, seguida por uma fase de alta pressão, onde a pressão aumenta acentuadamente à medida que a bexiga continua a encher.”

O estudo da equipe marca o primeiro teste mecânico de órgão completo para capturar como uma bexiga saudável se enche, fornecendo informações críticas sobre condições urológicas, como obstrução da saída da bexiga (BOO). Um distúrbio comum em homens idosos, o fluxo de urina da bexiga para a uretra é bloqueado, fazendo com que a bexiga aumente, engrosse e perca eficiência. Olhando para o futuro, Robertson espera adaptar continuamente este modelo para compreender melhores métodos de tratamento para doenças como BOO e cancro da bexiga.

“Um tratamento comum para BOO é reduzir cirurgicamente a obstrução, removendo parte da próstata com o objetivo de recuperar a função saudável”. Robertson disse. “Mesmo este tratamento invasivo falha em cerca de um terço dos casos. Estamos criando um modelo de gêmeo digital para a bexiga BOO para que possamos determinar quais fatores do paciente afetam o resultado e identificar estratégias de tratamento personalizadas mais eficazes”.