Cấu tạo tiểu thùy gan và chức năng sinh lý chi tiết

Tiểu thùy gan giữ vị trí then chốt trong cấu trúc mô học của gan. Hiểu rõ cấu trúc tiểu thùy  mang ý nghĩa thiết thực trong lâm sàng, giúp hỗ trợ chẩn đoán chính xác mức độ tổn thương mô gan và định hướng đánh giá các bệnh lý theo từng vùng chức năng.

Bài viết được tư vấn chuyên môn bởi BS Lê Thị Minh Nguyệt - Quản lý Y khoa, Hệ thống Trung tâm tiêm chủng VNVC.

Tiểu thùy gan là gì?

Tiểu thùy gan là đơn vị giải phẫu - chức năng cơ bản của gan, nơi trực tiếp diễn ra các hoạt động sống còn như chuyển hóa chất dinh dưỡng, khử độc, tổng hợp protein và sản xuất mật.

Về hình thái, mỗi tiểu thùy được cấu tạo bởi các dải tế bào gan xếp thành hình lục giác xung quanh một tĩnh mạch trung tâm và các tế bào gan tạo thành các bè tỏa ra từ trung tâm này, tương tự như các nan hoa của một chiếc bánh xe. Các khoang cửa nằm ở các "góc" bên ngoài của hình lục giác, là nơi tập trung hệ thống mạch máu và ống mật đi vào và đi ra khỏi gan.

Tiểu thùy gan có 2 cấu trúc chính là tĩnh mạch trung tâm và khoang cửa (chứa bộ ba cửa). Tĩnh mạch trung tâm nằm ở trung tâm tiểu thùy của gan, có nhiệm vụ thu gom máu sau khi đã đi qua hệ thống xoang gan để đưa máu về hệ tĩnh mạch gan và tim. Ngược lại, khoang cửa nằm ở ngoại vi tiểu thùy, chứa “bộ ba cửa” gồm tĩnh mạch cửa (đưa máu giàu dưỡng chất từ ruột về gan), động mạch gan (cung cấp oxy) và ống mật (dẫn mật do gan tiết ra). Máu từ hai nguồn này trộn lẫn, đi qua các xoang gan trước khi đổ về tĩnh mạch trung tâm, tạo nên một vòng tuần hoàn đặc biệt chỉ có ở gan.

Vai trò trong tổ chức mô học của gan

Trong tổ chức mô học, gan sử dụng hai mô hình kiến trúc chính - Tiểu thùy gan (mô hình giải phẫu) và Nang gan (mô hình chức năng) - để thiết lập nền tảng cho mọi hoạt động sinh lý của cơ quan này:

• Phân biệt mô hình giải phẫu và chức năng: Mô hình học này thiết lập hai cách nhìn nhận khác nhau nhưng bổ sung cho nhau về đơn vị cơ bản của gan:
  • Tiểu thùy gan (Mô hình giải phẫu): Đơn vị này là khuôn mẫu giải phẫu của gan, được tổ chức thành hình đa giác không đều, tập trung vào cấu trúc hình học với tĩnh mạch trung tâm ở giữa và các tấm tế bào gan (bè gan) tỏa ra. Mô hình này dễ hình dung nhất để định vị các mốc chính.
  • Nang gan (Mô hình chức năng): Đơn vị này được coi là đơn vị chức năng thực sự. Nó định hướng các tế bào gan xung quanh hệ thống mạch máu đi vào (tĩnh mạch cửa và động mạch gan) và chia khu vực thành ba vùng (1, 2, 3) dựa trên mức độ tưới máu và oxy.
• Thiết lập dòng chảy và chức năng: Tổ chức mô học này quy định hai dòng chảy quan trọng ngược chiều nhau, điều thiết yếu cho hoạt động của gan:
  • Dòng máu: Máu tĩnh mạch cửa và động mạch luôn chảy hướng tâm, tức là từ ngoại vi (khoang cửa) về phía tĩnh mạch trung tâm. Dòng chảy này giúp tế bào gan chiết xuất chất dinh dưỡng và oxy.
  • Dòng mật: Mật chảy ly tâm, tức là ra xa tĩnh mạch trung tâm, đi vào hệ thống ống dẫn mật.

Nhờ sự tổ chức này, các tế bào gan có thể thực hiện vai trò kép: trích xuất chất dinh dưỡng và oxy từ máu được cung cấp, đồng thời sản xuất axit mật và các thành phần mật khác để bài tiết ra ngoài. (1)

Cấu tạo tiểu thùy gan trong giải phẫu vi thể

1. Tĩnh mạch trung tâm tiểu thùy gan

Tĩnh mạch trung tâm là một tĩnh mạch nhỏ có thành tương đối mỏng, nằm ngay tại trung tâm của tiểu thùy gan cổ điển. Nó được lót bởi tế bào nội mô và được bao quanh bởi một lớp mỏng các sợi collagen và sợi đàn hồi. Tĩnh mạch này nhận máu từ các mao mạch xoang gan.

Tĩnh mạch trung tâm vận chuyển máu trực tiếp vào tĩnh mạch dưới tiểu thùy, sau đó tĩnh mạch dưới tiểu thùy đổ vào tĩnh mạch gan lớn hơn. Tĩnh mạch trung tâm là một phần của hệ thống tĩnh mạch gan và khác biệt với tĩnh mạch cửa do chức năng cuối cùng của nó là vận chuyển máu đã khử oxy trở về tim. (2)

2. Bộ ba cửa

Cùng với ống mật, tĩnh mạch cửa gan và động mạch gan tạo thành bộ ba cửa gan. Các cấu trúc này cung cấp máu cho các xoang gan và tế bào gan, sau đó đổ vào tĩnh mạch trung tâm, tiếp theo là các tĩnh mạch dưới thùy. Đường dẫn lưu thứ hai là qua các tĩnh mạch gan, cuối cùng đổ vào tĩnh mạch chủ dưới.

• Nhánh tĩnh mạch cửa: Mang máu được hấp thụ từ ruột, tụy và lách. Đây là nguồn cung cấp máu chính (khoảng 75%) cho gan. Mặc dù thiếu oxy, máu này vẫn chứa một lượng lớn chất dinh dưỡng, dịch tiết nội tiết, hồng cầu đã phân hủy và cả độc tố đã được hấp thụ.
• Nhánh động mạch gan Mang máu giàu oxy từ tuần hoàn toàn thân đến gan (khoảng 25% tổng lượng máu).
• Ống mật liên tiểu thùy: Nhận mật từ các ống mật trong gan và vận chuyển nó ra khỏi gan.

3. Mao mạch xoang gan

Mao mạch xoang gan là các mao mạch đặc biệt, có đường kính rộng. Mao mạch được hình thành giữa các tế bào nội mô của xoang gan và các tế bào gan. Các tế bào gan có rất nhiều các gai gọi là vi nhung mao nhô vào khoang Disse. Điều này tạo ra các khe hở lớn giữa hai lớp tế bào, cho phép protein, hoặc tế bào máu, đi qua. (3)

4. Các tế bào trong tiểu thùy gan

Tiểu thùy gan không chỉ gồm tế bào gan mà còn có các loại tế bào chuyên biệt khác, mỗi loại có một chức năng riêng:

• Tế bào gan: Là loại tế bào chính, chiếm từ 60 - 80% thể tích gan. Chúng được sắp xếp thành các mảng ngăn cách bởi các kênh mạch. Tế bào gan thực hiện hầu hết các chức năng chuyển hóa, giải độc, tổng hợp protein và sản xuất mật.
• Tế bào Kupffer: Còn được gọi là tế bào Browicz-Kupffer hoặc đại thực bào hình sao, những tế bào này chiếm từ 2 - 5% khối lượng tế bào gan và là đại thực bào chuyên biệt khu trú ở xoang gan. Ở trạng thái khỏe mạnh, tế bào Kupffer tham gia vào quá trình chuyển hóa hemoglobin hồng cầu. Trong các trạng thái bệnh lý, tế bào Kupffer góp phần vào bệnh lý của ethanol và các nguyên tắc độc hại khác thông qua sản xuất các chất trung gian gây viêm, hoạt hóa các thụ thể giống Toll và hình thành yếu tố hoại tử khối u.
• Tế bào hình sao: Còn được gọi là tế bào dự trữ vitamin A, tế bào mỡ, tế bào kẽ, tế bào dự trữ chất béo và tế bào Ito) tồn tại trong khoảng không giữa các tế bào nhu mô và tế bào nội mô xoang gan của tiểu thùy gan và lưu trữ 50% - 80% vitamin A trong toàn bộ cơ thể. Trong các tình trạng sinh lý bình thường, các tế bào hình sao gan đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa cân bằng vitamin A của cơ thể. Tuy nhiên, trong các tình trạng bệnh lý, chẳng hạn như xơ gan hoặc xơ hóa gan, tế bào hình sao gan mất khả năng lưu trữ vitamin A và thay vào đó, chúng tổng hợp một lượng lớn các thành phần của chất nền ngoại bào, góp phần hình thành mô xơ.
• Tế bào nội mô xoang gan: đóng vai trò chính là điều tiết sự di chuyển của bạch cầu từ máu vào các mô để đáp ứng miễn dịch hoặc chống lại viêm nhiễm.

Các kiến trúc vi mô

• Tiểu thùy gan cổ điển: Bao gồm các phiến tế bào gan hình lục giác xếp chồng lên nhau. Bên trong mỗi phiến, các tế bào gan tỏa ra ngoài từ một tĩnh mạch trung tâm, được sắp xếp thành các dải giống như nan hoa của bánh xe. Mao mạch xoang gan chạy xen kẽ giữa các dải tế bào gan, dẫn máu đổ vào tĩnh mạch trung tâm. Mỗi góc của tiểu thùy gan cổ điển hình lục giác có một khoang cửa, tổng cộng có sáu khoang cửa cho mỗi tiểu thùy. Các khoang cửa này bao gồm bộ ba cửa được bao quanh bởi mô liên kết đệm lỏng lẻo. Một khoảng không gian quanh cửa, còn được gọi là khoang Mall, nằm giữa mô liên kết của khoang cửa và các tế bào gan. Đây là nơi sản xuất bạch huyết. Mặc dù mô liên kết hiện diện xung quanh các khoang cửa, số lượng mô liên kết giữa các tiểu thùy ở người rất nhỏ. Điều này có thể khiến việc quan sát trực quan tiểu thùy cổ điển trên các tiêu bản mô học thông thường trở nên khó khăn. Mặc dù mô liên kết hiện diện xung quanh các kênh cửa, nhưng số lượng mô liên kết ở người rất nhỏ. Điều này có thể gây khó khăn cho việc quan sát mô học thường quy của tiểu thùy cổ điển.
• Tiểu thùy cổng: Nếu như tiểu thùy cổ điển đóng vai trò là nguồn cung cấp máu và sự sắp xếp khối lượng gan thì tiểu thùy cửa đảm nhiệm chức năng ngoại tiết của gan, tức là bài tiết mật. Trong trường hợp này, mỗi đơn vị chức năng được mô tả là một hình tam giác. Trục trung tâm của hình tam giác này đi qua một khoang cửa, và các đỉnh (đỉnh tưởng tượng) của tam giác là ba khoang cửa khác nhau nhưng gần nhất bao quanh khoang cửa trung tâm. Khu vực mô gan được bao phủ bởi hình tam giác này đại diện cho các vùng gan tiết mật vào cùng một ống mật.
• Acinus (nang gan): Mô hình Nang gan tập trung vào sự tưới máu, chuyển hóa và bệnh lý của các tế bào gan, cung cấp một cái nhìn chính xác hơn về sinh lý học của gan. Đơn vị chức năng của nang gan có hình dạng bầu dục. Trục ngắn được đại diện bởi ranh giới chung giữa hai tiểu thùy liền kề cùng với các khoang cửa. Trục dài là đường thẳng tưởng tượng nằm giữa hai tĩnh mạch trung tâm liền kề. Mỗi nửa của nang gan có thể được chia thành ba vùng:
  • Vùng 1: Là vùng gần nhất với trục ngắn, do đó gần với các khoang cửa và nguồn cung cấp máu động mạch. Các tế bào gan ở Vùng 1 nhận được lượng oxy cao nhất.
  • Vùng 2: Là vùng nằm giữa Vùng 1 và Vùng 3.
  • Vùng 3: Là vùng xa nhất so với trục ngắn nhưng gần nhất với tĩnh mạch trung tâm. Do đó, các tế bào gan tại vùng này nhận được lượng oxy thấp nhất. (4)

Chức năng sinh lý của tiểu thùy gan

Tiểu thùy gan thực hiện các chức năng sinh lý quan trọng bao gồm:

1. Phân phối dịch và mật

Sự sắp xếp độc đáo của các tế bào gan trong tiểu thùy tối ưu hóa hai dòng chảy chính (máu và mật) di chuyển ngược chiều nhau:

• Dòng chảy của máu: Từ ngoại vi (bộ ba cửa) vào trung tâm (tĩnh mạch trung tâm).
• Dòng chảy của mật: Từ trung tâm (bè tế bào gan) ra ngoại vi.

2. Chuyển hóa oxy và giải độc theo vùng

Sự khác biệt về nồng độ oxy và chất dinh dưỡng giữa các vùng trong tiểu thùy quyết định sự phân bố chức năng.

3. Các chức năng khác

Ngoài hai chức năng trên, tiểu thùy gan còn thực hiện nhiều nhiệm vụ quan trọng khác:

• Tổng hợp Protein: Tế bào gan sản xuất gần 50% lượng protein trong cơ thể. Các tế bào gan tổng hợp gần như tất cả các protein huyết tương (ngoại trừ globulin miễn dịch), bao gồm Albumin (protein vận chuyển và duy trì áp suất thẩm thấu keo) và các yếu tố đông máu (như prothrombin, fibrinogen).
• Chuyển hóa Bilirubin: Tế bào gan tiếp nhận bilirubin không liên hợp liên kết với albumin từ hệ tuần hoàn. Sau đó, bilirubin không liên hợp trải qua quá trình liên hợp thông qua hệ thống uridine diphosphate glucuronyltransferase (UGT), một quá trình pha II, để trở thành ưa nước. Bilirubin mới liên hợp sau đó được tiết qua các ống mật vào mật, hoặc một lượng nhỏ hòa tan trong máu, sau đó được lọc để bài tiết qua thận.
• Giải độc Amoniac: Gan chuyển hóa Amoniac (chất độc thần kinh phát sinh từ chuyển hóa protein) thành Urê ít độc hơn thông qua chu trình Urê, sau đó được thận bài tiết.

Mối liên hệ lâm sàng giữa tiểu thùy gan và các bệnh lý

Sự thay đổi về cấu trúc và chức năng của tiểu thùy gan là dấu hiệu bệnh lý quan trọng:

• Bệnh xơ gan: Đây là hậu quả nghiêm trọng nhất. Cấu trúc tiểu thùy gan bị phá hủy và thay thế bằng các nốt tái tạo được bao bọc bởi các dải mô xơ. Sự biến dạng này làm tắc nghẽn lưu thông máu và mật, dẫn đến suy giảm chức năng gan và tăng áp lực tĩnh mạch cửa. Các yếu tố làm tăng tình trạng xơ gan bao gồm: nghiện rượu, nhiễm viêm gan B hoặc C,...
• Hoại tử vùng gần tĩnh mạch trung tâm do ngộ độc nặng: Hoại tử trung tâm tiểu thùy là tình trạng hoại tử gan trong mô trung tâm tiểu thùy  xung quanh tĩnh mạch trung tâm. Hoại tử trung tâm tiểu thùy thường do độc tố gan gây ra, chẳng hạn như một số loại thuốc và rượu.

Câu hỏi thường gặp

• Máu chảy qua tiểu thùy gan như thế nào?

Mô gan được tạo thành từ nhiều đơn vị tế bào gan nhỏ hơn gọi là tiểu thùy. Nhiều ống dẫn máu và mật chạy giữa các tế bào gan. Máu từ các cơ quan tiêu hóa chảy qua tĩnh mạch cửa đến gan, mang theo chất dinh dưỡng, thuốc và cả các chất độc hại. Khi đến gan, các chất này được xử lý, lưu trữ, biến đổi, giải độc và được đưa trở lại máu hoặc được thải ra ngoài qua ruột. Bằng cách này, gan có thể, ví dụ, loại bỏ rượu khỏi máu và loại bỏ các sản phẩm phụ từ quá trình phân hủy thuốc.

• Có bao nhiêu tiểu thùy trong phân thùy gan?

Gan được chia thành 8 phân thùy gan dựa trên chức năng (segments) theo Couinaud và mỗi phân thùy không có con số tiểu thùy cố định, mà chứa hàng trăm nghìn đến hàng triệu tiểu thùy tùy theo kích thước gan, độ tuổi, giới tính và thể trạng mỗi người. Trung bình, toàn bộ lá gan của một người trưởng thành có thể chứa từ khoảng 1 - 1,5 triệu tiểu thùy gan (5). Do đó, nếu phân bổ tương đối theo 8 phân thùy chức năng, thì mỗi phân thùy có thể bao gồm hàng trăm nghìn tiểu thùy nhỏ, hoạt động song song như những “nhà máy sinh học tí hon”.

Chính số lượng khổng lồ này giúp gan có khả năng thực hiện đồng thời rất nhiều chức năng quan trọng như lọc độc tố, chuyển hóa dinh dưỡng, dự trữ năng lượng và sản xuất mật.

LƯU Ý QUAN TRỌNG: Về mặt bệnh lý, hầu hết các bệnh gan mạn tính như viêm gan virus, gan nhiễm mỡ, xơ gan, tăng áp lực tĩnh mạch cửa… đều bắt đầu từ sự tổn thương và biến dạng các tiểu thùy. Khi các bè tế bào gan bị phá vỡ, xoang gan bị chèn ép, dòng máu qua gan bị cản trở sẽ dẫn đến tăng áp lực tĩnh mạch cửa, gây ra hàng loạt biến chứng nguy hiểm như giãn tĩnh mạch thực quản, xuất huyết tiêu hóa, báng bụng và suy gan.

Chính vì mọi tổn thương gan mạn tính đều khởi phát âm thầm từ cấp độ vi thể, việc phòng bệnh chủ động ngay từ sớm đóng vai trò then chốt. Người dân cần hạn chế rượu bia, ăn uống lành mạnh, kiểm soát cân nặng, khám gan định kỳ và tuyệt đối không chủ quan với các bệnh viêm gan virus. Đặc biệt, tiêm ngừa vắc xin viêm gan A, viêm gan B đầy đủ, đúng lịch là biện pháp đơn giản nhưng hiệu quả nhất giúp bảo vệ gan bền vững, ngăn chặn nguy cơ xơ gan, suy gan và ung thư gan về lâu dài.

VNVC hiện đang cung ứng đầy đủ các loại vắc xin phòng viêm gan cho trẻ trẻ em và người lớn, tại hàng trăm trung tâm trên toàn quốc, với dịch vụ tận tâm, chuyên nghiệp, nhanh chóng, mức giá hợp lý, luôn bình ổn, nhiều ưu đãi, hỗ trợ tiêm trước - trả sau không lãi suất.

Tiểu thùy gan là đơn vị cấu trúc - chức năng trọng yếu, đảm nhiệm vai trò chuyển hóa, giải độc, tổng hợp protein... Việc hiểu rõ cấu trúc giải phẫu và hoạt động của các tiểu thùy của gan mang giá trị lớn trong nghiên cứu y khoa, thực hành lâm sàng và định hướng điều trị.