O‘pkalar (lot. pulmones, qadimgi yun. pnevmon — πνεύμων) — barcha sutemizuvchilar, qushlar, sudralib yuruvchilar, amfibiyalarning (yer-suvda yashovchilar) ko‘pchiligi, shuningdek ayrim baliqlar (ikkiyoqlama nafas oluvchilar (Dipnoi), kistapayrli baliqlar (Sarcopterygii), ko‘pqanotli baliqlar (Polypteriformes))da havo orqali nafas olish organlaridir.

“O‘pka” deb ayrim umurtqasiz hayvonlarning nafas olish organlari ham ataladi (ba’zi mollyuskalar, dengiz bodringlari (Holothuroidea), o‘rgimchaksimonlar (Arachnida)da).

O‘pkalarda o‘pka parenximasi (parenchyma) ichidagi havo bilan o‘pka kapillyarlari (capillaries) orqali oqayotgan qon o‘rtasida gaz almashinuvi amalga oshadi.

Inson o‘pkasi kesimda. O‘pkaga havo kirishi va undan chiqishi tog‘ayli naychalar yo‘llari — bronxlar va bronxiolalar orqali amalga oshadi. Ushbu rasmda bronxiolalarni ochib ko‘rsatish uchun o‘pka to‘qimasi kesib ochilgan.

Etimologiya

Rus tilidagi “лёгкие” (o‘pka) nomi shundan kelib chiqqanki, hayvon so‘yilganda ichki a’zolar suv to‘ldirilgan idishga solinsa, o‘pkalar suv yuzida suzib turadi, qolgan a’zolar esa cho‘kib ketadi. Boshqa slavyan tillaridagi nomlar ham praslavyan pluťe/pľuťe (polyakcha płuca, chexcha plíce) shakliga borib taqaladi; u esa “suzmoq” ma’nosidagi bir xil hind-yevropa ildizi pleu-dan yasalgan bo‘lib, bu ildiz lot. pulmo va qadimgi yun. πνεύμων bilan ham bog‘liq. Bu yerda so‘zning ichki ma’nosi rus tilidagiga deyarli teng — “suvda suzadigan narsa”.

O‘pka bilan bog‘liq ko‘plab tibbiy va biologik atamalar lotincha pulmo- ildizidan (masalan, pulmonologiya — o‘pka kasalliklarini o‘rganuvchi soha) yoki yunoncha pnevmō- (πνεύμω-) ildizidan (masalan, pnevmoniya — o‘pka yallig‘lanishi) yasalgan.

Qiyosiy anatomiya

O‘pkasi bor baliqlarda o‘pka qo‘shimcha nafas olish organi bo‘lib, suvda nafas olish organlari — jabralar bilan birga ishlaydi.

Sudralib yuruvchilar va qushlarda o‘pkalar tananing umumiy bo‘shlig‘ining ko‘krak qismida joylashadi, sutemizuvchilarda esa ko‘krak qafasi bilan chegaralangan va qorin bo‘shlig‘idan ko‘krak-qorin to‘sig‘i (diafragma) bilan ajratilgan alohida ko‘krak bo‘shlig‘ining katta qismini egallaydi. O‘pkalar juft organ: o‘pkaning tashqi yuzasi visseral plevra (visceral pleura) — seroz parda bilan qoplangan; sutemizuvchilar va insonda bu parda ko‘krak bo‘shlig‘ining ichki yuzasini hamda ko‘krak-qorin to‘sig‘ining oldingi (insonda — yuqori) yuzasini ichkaridan qoplaydi (parietal plevra — parietal pleura). O‘pkalar nafas fazasiga (nafas olish yoki nafas chiqarish) qarab doimo shaklini o‘zgartirib turadi (o‘pkaning “ekskursiyasi” (excursion)).

Quruqlikda yashovchi umurtqalilarning o‘pka tuzilishida qopchaga o‘xshash silliq devorli o‘pkalardan (doimiy jabralilarga mansub ayrim amfibiyalarda (perennibranchiate amphibians), ko‘pqanotli baliqlarda (Polypteriformes)) devorlari ko‘plab o‘simtalar va ular hosil qilgan pufakchalar — alveolalar (alveoli) tufayli murakkab hujayrali va g‘ovaksimon tuzilishga ega bo‘lgan o‘pkalargacha (sutemizuvchilarning aksariyatida) bo‘lgan barcha o‘tish bosqichlarini ko‘rish mumkin; alveolalar o‘pkaning nafas olish yuzasini kengaytiradi. Shunday qilib, umurtqalilarning o‘pkasi asosiy bronxlarni (o‘ng va chap) o‘z ichiga oladi; ular dixotomik (dichotomous) tarzda tobora mayda bronxlarga bo‘linadi. Bronxlar bo‘lingani sari ularning diametri kichrayadi: mayda bronxlar terminal (yakuniy) bronxiolalarga o‘tadi, undan keyin esa o‘pkaning gaz almashinuvida qatnashadigan respirator bo‘limi (respiratory region) boshlanadi.

Alveolalar (o‘pka pufakchalari) yupqa biriktiruvchi to‘qima to‘siqlari bilan ajralgan bo‘lib, shu to‘siqlardan (boshqa tuzilmalar qatori) qon tomir kapillyarlari o‘tadi. Alveolalar o‘zaro juda mayda teshikchalar — alveolyar poralar (alveolar pores) orqali tutashadi. Alveola devorlari bilan kapillyarlar devorlarining bunday yaqin joylashuvi tufayli qon bilan havo o‘rtasidagi to‘siq nihoyatda yupqa bo‘lib, 0,5 mkmdan oshmaydi. Nafas chiqarishda alveolalarning cho‘kib qolishiga to‘sqinlik qiladigan, shuningdek nafas bilan kirayotgan havodagi mikroorganizmlarning alveolaga kirishidan va kapillyarlardan suyuqlikning interalveolyar to‘siqlarga chiqib ketishidan himoya qiladigan maxsus modda — surfaktant (surfactant) bo‘lib, u alveolalarni ichkaridan qoplaydi. Surfaktant tarkibida fosfolipidlar (phospholipids), oqsillar (proteins) va glikoproteidlar (glycoproteins) bo‘ladi.

Umurtqasizlarning o‘pkalari

Ayrim umurtqasizlarda ham “o‘pka” deb ataladigan nafas olish organlari bor, biroq ular umurtqalilar o‘pkasiga gomolog (homologous) emas; ular ektodermadan (ectoderm) invaginatsiya (invagination) yo‘li bilan hosil bo‘ladi. Ko‘plab sodda (ibtidoiy) umurtqasizlarga nafas olish gazlarining butun tana yuzasi orqali diffuziyalanishi xos.

O‘pkali chig‘anoqlarda (pulmonate snails) mantiya bo‘shlig‘i o‘pkaga aylangan; bu bo‘shliqning tashqi muhit bilan tutashadigan teshigi yopilib turishi mumkin. Mantiya bo‘shlig‘ining gumbaz qismida qon tomirlarining zich to‘ri rivojlangan. Jabralar o‘pkali chig‘anoqlarda faqat istisno tariqasida (ikkilamchi hosila sifatida) uchraydi. Shuning uchun chuchuk suvda yashovchi turlarning aksariyati atmosfera havosi bilan nafas oladi; shu bois chig‘anoqlar vaqti-vaqti bilan suv yuzasiga ko‘tarilib, o‘pka bo‘shlig‘idagi havo zaxirasini yangilab turishi kerak.

Ko‘plab o‘rgimchaksimonlarda atmosfera bilan gaz almashinuvi uchun juft organlar — o‘pka “kitobchalari” (book lungs) ishlatiladi. Ularning tuzilishi kitobni eslatadi: “sahifalar” — gemolimfa (hemolymph) bilan to‘lgan (bo‘g‘imoyoqlilarda qon vazifasini bajaruvchi suyuqlik) to‘qima plastinkalaridir; bu tuzilma o‘pka xaltachasi (atrium) ichida joylashgan bo‘lib, u tashqi atmosfera bilan qorin (abdomen)ning pastki-old qismidagi nafas teshigi — stigma yoki nafas teshikchasi (spiracle) orqali, ba’zan esa bosh-ko‘krak (cephalothorax)ning orqa segmentlari orqali tutashadi. Plastinkalar orasidagi bo‘shliqlar havo bilan to‘ladi, kislorod va karbonat angidrid gemolimfa bilan havo o‘rtasida plastinkalar yuzasi orqali diffuziyalanadi. Ko‘pchilik turlarda nafas olish uchun o‘pkaning faol harakati talab qilinmaydi, gaz almashinuvi passiv kechadi. O‘pka xaltachalari o‘rgimchaklarga (odatda bu organlarning bir jufti bo‘ladi va ular traxeyalar bilan birga uchrashi mumkin) hamda chayonlarga (to‘rt juftgacha o‘pka xaltachalari, traxeyalar yo‘q) xos.

O‘rgimchakning kitobsimon o‘pkasi ko‘ndalang kesimda.
1 — havo kirish teshigi,
2 — gemolimfa (hemolymph) bilan to‘lgan plastinkalar,
3 — ularning orasidagi havo qatlamlari.

Shu bilan birga, ko‘plab o‘rgimchaksimonlarda o‘pka bo‘lmaydi (ular traxeyalar va/yoki tana yuzasi orqali nafas oladi); bu holat butun araxnidlar sinfini ikki guruhga ajratishga sabab bo‘lgan: o‘pkali (masalan, o‘rgimchaklar, chayonlar, telifonlar, frinlar, shizomidlar) va o‘pkasiz (kanalar, soxta chayonlar, pal’pigra-dlar, ritsinuleylar, senokoslar, falangalar). Bu organ deyarli o‘zgarmagan holda devon davri (Devonian)dan beri mavjud bo‘lib, Shotlandiyadagi Rayni cherti (Rhynie chert) yotqiziqlaridan topilgan qazilma o‘rgimchaksimonlarda (trigonotarbidlar) aniqlangan; bu yotqiziqlar 410 mln yil avvalga taalluqli. Taxmin qilinishicha, o‘rgimchaksimonlarning o‘pka xaltachalari tana bo‘shlig‘iga “ichkariga tortilib kirgan” oyoq-qo‘l tuzilmalaridan hosil bo‘lgan. Shu bilan birga, suvda yashovchi xelitseralilarda (Chelicerata) — qilichdumlarda (horseshoe crabs) o‘rgimchaksimonlarning o‘pka kitobchalariga gomolog bo‘lgan jabralar kitobchalari (gill books, ingl.) mavjud.

Ikkiyoqlama nafas oluvchi baliqlarning o‘pkalari

Ikkiyoqlama nafas oluvchilar (Dipnoi) juda ixtisoslashgan nafas olish tizimiga ega. Uning o‘ziga xosligi shundaki, o‘pkalar traxeyasiz (trachea) holda hiqildoq (larynx) va halqum (pharynx) bilan tutashgan. Boshqa ayrim baliqlar havoni nafas olish uchun qon tomirlariga boylashgan (vaskulyarizatsiyalangan) o‘zgargan suzish pufagi (swim bladder)dan foydalanishi mumkin, ammo bunday pufak odatda murakkab ichki tuzilishga ega bo‘lmagan oddiy xaltachadan iborat bo‘ladi. Aksincha, ikkiyoqlama nafas oluvchi baliqlarning o‘pkalari gaz almashinuvi uchun mavjud yuzani maksimal qilish maqsadida ko‘plab mayda havo xaltachalariga bo‘linadi.

Hozir yashayotgan ikkiyoqlama nafas oluvchi baliqlarning aksariyatida ikki o‘pka bo‘ladi; istisno sifatida rog‘ozub (Neoceratodus)da faqat bitta o‘pka mavjud. Ikkiyoqlama nafas oluvchilarning o‘pkalari to‘rtoyoqlilar (Tetrapoda) o‘pkalariga gomologdir. To‘rtoyoqlilar va ikki oyoqlilar (bipedal)dagidek, o‘pkalar qizilo‘ngach va ichakning ventral (qorin tomoni) yuzasidan cho‘zilib boradi.

Hozir yashovchi ikkiyoqlama nafas oluvchilardan faqat rog‘ozub o‘pkadagi havoga muhtoj bo‘lmasdan, jabralar orqali nafas ola oladi. Qolgan turlarda jabralar gaz almashinuvi uchun yetarli bo‘ladigan darajada emas (juda atrofiyalashgan). Ikkiyoqlama nafas oluvchi baliq jabralari orqali kislorod olganda, suv og‘iz va jabralardan bir yo‘nalishda oqib o‘tadi; jabralar orqali suvni o‘tkazish uchun esa u bukkal nasos (buccal pump; “yonoq bilan nafas olish”)dan foydalanadi. Ikkilamchi plastinkalar (tarjimani tekshirish kerak) orqali qon oqimi suv oqimiga qarshi yo‘nalishda kechadi, bu esa konsentratsiya farqini (gradientini) barqarorroq ushlab turadi.

O‘pkalar orqali havo bilan nafas olganda arterial konus (arterial cone)dagi spiral klapan (spiral valve) yopiladi (kislorodlangan va kislorodsizlangan qonning aralashishini kamaytiradi), uchinchi va to‘rtinchi jabrali yoylar ochiladi, ikkinchi va beshinchi jabrali yoylar yopiladi (o‘pkada olingan kislorodning jabralar orqali yo‘qolishini kamaytiradi), oltinchi arteriola yo‘li yopiladi, o‘pka arteriyalari ochiladi. Havo bilan nafas olish vaqtida ham oltinchi jabra nafas olishda ishlatiladi: kislorodsizlangan qon o‘pkaga yetib borguncha jabra orqali o‘tayotganda karbonat angidridining bir qismini yo‘qotadi. Buning sababi — karbonat angidrid suvda yaxshiroq eriydi. Og‘iz orqali havo oqimi prilivli (tarjimani tekshirish kerak), o‘pka orqali esa u ikki yo‘nalishli bo‘lib, kislorod diffuziyasining nisbatan bir maromda kechishini ta’minlaydi.

Amfibiyalarning o‘pkalari

Amfibiyalarda nafas olish organlari:

• o‘pkalar (havo bilan nafas olishning maxsus organlari);
• teri va og‘iz-halqum bo‘shlig‘i (oropharyngeal cavity)ning shilliq qavati (qo‘shimcha nafas olish organlari);
• jabralar (ayrim suvda yashovchilarda va kurbaqa lichinkalari — golovastiklarda).

Ko‘pchilik turlarda (o‘pkasiz salamandralar va Barbourula kalimantanensis qurbaqasidan tashqari) o‘pkalar hajmi uncha katta bo‘lmagan, yupqa devorli xaltacha ko‘rinishida bo‘lib, zich qon tomirlar tarmog‘i bilan o‘ralgan bo‘ladi. Har bir o‘pka hiqildoq–traxeya chuqurchasiga alohida teshik orqali ochiladi (unda tovush paychalari joylashgan bo‘lib, ular og‘iz-halqum bo‘shlig‘iga yoriq tarzida ochiladi). Og‘iz-halqum bo‘shlig‘i hajmi o‘zgargani hisobiga, uning tubi pastga tushganda havo burun teshiklari orqali og‘iz-halqum bo‘shlig‘iga kiradi; tubi ko‘tarilganda esa havo o‘pkalarga siqib yuboriladi. Quruqroq muhitga moslashgan qurbaqalarda teri qisman keratinlashadi, natijada nafas olish asosan o‘pkalar orqali amalga oshadi.

Reptiliyalar (sudralib yuruvchilar) o‘pkalari

Sudralib yuruvchilarga (reptiles) ko‘krak qafasining kengayishi va torayishi hisobiga, qovurg‘alararo va qorin mushaklari yordamida amalga oshadigan so‘rib olish tipidagi nafas olish xos. Hiqildoqdan kirgan havo traxeya (trachea) — uzun nafas yo‘liga o‘tadi; u oxirida o‘pkalarga olib boradigan bronxlarga bo‘linadi. Amfibiyalardagiga o‘xshash tarzda sudralib yuruvchilarning o‘pkalari ham qopchaga o‘xshash tuzilishga ega, ammo ichki tuzilishi ancha murakkab: o‘pka xaltachalarining ichki devorlari burmali, hujayrali tuzilgan bo‘lib, bu nafas olish yuzasini sezilarli oshiradi. Ayrim ilonlarda traxeyaviy o‘pka (tracheal lung) bo‘ladi.

Bu sinf vakillarining tanasi tangachalar bilan qoplangani sababli sudralib yuruvchilarda teri orqali nafas olish yo‘q (istisno: yumshoq tanli toshbaqalar va dengiz ilonlari). Shuning uchun o‘pka — yagona nafas olish organidir.

Qushlarning o‘pkalari

Qushlarda o‘pkalar shunday tuzilganki, havo ular orqali boshidan oxirigacha o‘tib ketadi. Nafas olganda tashqi havoning atigi 25%i bevosita o‘pkada qoladi, 75%i esa o‘pkadan o‘tib maxsus havo xaltachalariga (air sacs) kiradi. Nafas chiqarganda havo xaltachalaridan kelgan havo yana o‘pkadan o‘tib tashqariga chiqadi va “ikki martalik nafas olish” deb ataladigan holat yuzaga keladi. Natijada o‘pka tomirlarida aylanayotgan qon ham nafas olishda, ham nafas chiqarishda doimo kislorod bilan to‘yinadi.

Tinch holatda qushning nafas olishi ko‘krak qafasining kengayishi va siqilishi orqali kechadi. Parvoz paytida esa qanotlar harakati uchun ko‘krak qafasi qattiq tayanch bo‘lishi kerakligi sababli u deyarli qimirlamay qoladi; havo o‘pkadan o‘tishi havo xaltachalarining kengayib-torayishi hisobiga ta’minlanadi. Qanot qoqish tezlashgani sari nafas olish ham jadallashadi. Qanot ko‘tarilganda xaltachalar cho‘zilib, havo o‘pkaga va havo xaltachalariga o‘zi so‘riladi; qanot pastga tushganda nafas chiqarish sodir bo‘ladi va xaltachalardan chiqqan havo o‘pkadan o‘tadi.

Shu tariqa, qushlarning nafas olish tizimi parvozga moslashuv belgilariga ega: parvoz vaqtida organizm kuchaytirilgan gaz almashinuviga muhtoj bo‘ladi. Qushlarda bu organlar tizimi hayvonlar guruhlari orasida eng murakkablaridan biri hisoblanadi. Halqumdan uzun traxeya chiqib, ko‘krak bo‘shlig‘ida ikki bronxga bo‘linadi. Traxeyaning bifurkatsiya (bifurcation) joyida kengaygan qism — pastki hiqildoq (syrinx) bo‘lib, unda tovush paychalari joylashgan; uning devorlarida suyak halqachalar bo‘ladi. Pastki hiqildoq qushlarning tovush apparati bo‘lib, ayniqsa kuylovchi va baland tovush chiqaruvchi qushlarda kuchli rivojlangan.

Qushlarning o‘pkalari hajman kichik, elastikligi past va qovurg‘alar hamda umurtqa pog‘onasiga “birikib ketgan” bo‘ladi. Ular naychasimon tuzilishga ega va kapillyarlar tarmog‘i juda zich. O‘pka bilan 5 juft havo xaltachasi bog‘langan: ular yirik bronxlarning ventral shoxlaridan hosil bo‘lgan, devori yupqa, oson cho‘ziladigan o‘simtalar bo‘lib, ichki a’zolar orasida, mushaklar oralig‘ida hamda qanotlarning naychasimon suyaklari bo‘shliqlarida joylashadi. Bu xaltachalar parvoz paytida nafas olish jarayonida katta rol o‘ynaydi. Nafas olishdan tashqari, havo xaltachalari qo‘shimcha vazifalarni ham bajaradi: qush tanasini yengillashtiradi va yirik mushak guruhlariga yaqin joylashgani tufayli termoregulyatsiyada (ortiqcha issiqlikni tarqatishda) ishtirok etadi.

Cho'chqa o'pkalari havo bilan to'lgan

Sutemizuvchilarning o‘pkalari

Ko‘pchilik sutemizuvchilarda o‘pkalar bo‘laklardan (lobes) iborat bo‘lib, o‘ng o‘pkadagi bo‘laklar soni (6 tagacha) doimo chap o‘pkadagidan (3 tagacha) ko‘proq bo‘ladi. O‘pkaning “skeleti” (asosi)ni bronxlar tashkil etadi. Sutemizuvchilarda asosiy bronx (nafas yo‘lidan ajralib chiqadigan) ikkilamchi bronxlarga bo‘linadi; ular esa o‘z navbatida 3- va 4-tartibli tobora mayda bronxlarga parchalanib, nafas bronxiolalariga o‘tadi; bu bronxiolalar alveolyar bronxiolalar deb ataluvchi bo‘lim bilan va ularning oxirgi kengaygan qismlari — alveolalar bilan tugaydi. Bronxiolalar va ularning tarmoqlari o‘pkaning mayda bo‘lakchalarini (lobules) hosil qiladi; ular bir-biridan biriktiruvchi to‘qima qatlamlari bilan ajralgan. Shu sababli sutemizuvchilarning o‘pkalari ko‘rinish jihatidan uzum shodasiga o‘xshaydi.