Xoang gan nằm ở đâu? Cấu tạo giải phẫu đặc biệt

Xoang gan là một cấu trúc giải phẫu đặc biệt nằm sâu bên trong gan, khu vực này giữ vai trò quan trọng trong dẫn lưu máu và liên quan mật thiết đến nhiều bệnh lý nguy hiểm. Khi xảy ra tổn thương hay tắc nghẽn, hậu quả có thể âm thầm tiến triển và đe dọa nghiêm trọng đến sức khỏe nếu không được phát hiện sớm.

BS Lê Thị Minh Nguyệt - Quản lý Y khoa, Hệ thống Trung tâm tiêm chủng VNVC.

Xoang gan là gì?

Xoang gan là những mao mạch đặc biệt nằm giữa hàng tế bào gan - nơi máu giàu oxy từ động mạch gan hòa vào máu giàu dưỡng chất từ tĩnh mạch cửa. Khác với mao mạch thông thường, dạng mao mạch đặc biệt này có nội mô xốp, màng đáy không liên tục, cho phép trao đổi trực tiếp các chất dinh dưỡng, thuốc, bilirubin và các yếu tố miễn dịch giữa máu và tế bào gan.

Về thành phần tế bào, mao mạch xoang không chỉ gồm tế bào nội mô xoang (LSECs) mà còn chứa đại thực bào gan (tế bào Kupffer) đảm nhiệm vai trò “dọn rác”, bắt giữ vi khuẩn, mảnh vỡ tế bào và hồng cầu già cùng các tế bào sao (stellate) tham gia điều hòa mô liên kết và phản ứng xơ hóa khi gan bị tổn thương. Những đặc điểm này khiến mao mạch gan trở thành trung tâm của cả chức năng chuyển hóa lẫn phản ứng viêm trong gan.

Về ý nghĩa lâm sàng, tổn thương hoặc tắc nghẽn ở mao mạch gan (ví dụ hội chứng tắc nghẽn xoang gan Sinusoidal obstruction syndrome) có thể dẫn tới ứ trệ dòng chảy, suy gan và biến chứng nghiêm trọng; ngược lại, đánh giá mao mạch xoang trên chẩn đoán hình ảnh và xét nghiệm sinh học giúp bác sĩ xác định mức độ tổn thương, phân biệt nguyên nhân và hoạch định điều trị. Vì vậy, hiểu rõ cấu trúc và vai trò của vùng xoang này là nền tảng cho chẩn đoán, theo dõi và can thiệp nhiều bệnh lý gan - mật. (1)

Cấu trúc giải phẫu đặc biệt của xoang gan

Để hiểu rõ hơn về vai trò trung tâm của hệ thống mao mạch xoang trong quá trình lọc máu và thải độc, hãy nhìn vào cấu trục giải phẫu đặc biệt của hệ thống này. Sau đây là những thành phần quan trọng cấu thành hệ thống.

1. Lớp tế bào nội mô xoang gan (LSECs) và các lỗ thủng

Các tế bào nội mô xoang gan (LSECs) tập hợp thành lớp lót của xoang gan. Đây là những tế bào nội mô chuyên biệt với hình thái và chức năng đặc trưng. Các tế bào nội mô mao mạch kiểu xoang này là một phần quan trọng của hệ thống lưới nội mô (RES).

Về mặt kết cấu, dù LSECs chỉ chiếm khoảng 3% tổng thể tích của tế bào gan, song bề mặt của chúng trong gan người trưởng thành là khoảng 210m2, thậm chí gần bằng kích thước của một sân tennis.

Khác với các tế bào nội mô khác, cấu trúc LSECs chứa nhiều lỗ thủng hay các "cửa sổ" có đường kính từ 100 - 150nm. Các cửa sổ chiếm 20% bề mặt LSECs và được sắp xếp thành các nhóm gọi là "mảng sàng". Nhờ sự cho phép dịch lọc đi qua giữa lòng xoang và xoang Disse, các cửa sổ giữ vai trò thiết yếu trong vận chuyển lipoprotein giữa tế bào gan và lòng xoang. (2)

2. Khoang Disse

Kể từ khi được mô tả lần đầu bởi nhà giải phẫu học người Đức Joseph Hugo Vincenz Disse, cấu trúc và chức năng của khoang Disse - vùng quanh xoang mỏng nằm giữa tế bào nội mô và tế bào gan, chứa đầy huyết tương - đã giữ vai trò then chốt trong nhiều bệnh lý gan.

Khoang Disse là nơi cư trú của tế bào hình sao ở gan. Đây là nhóm tế bào giữ vai trò chủ đạo trong quá trình tạo xơ ở gan. Ở trạng thái bình thường, tế bào hình sao ở gan hoạt động như những “kho dự trữ” vitamin A.

Khi gan bị tổn thương, các tế bào này sẽ bị kích hoạt, mất đi lượng vitamin A dự trữ và chuyển sang trạng thái hoạt động mạnh mẽ. Trong trạng thái này, chúng tiết ra các chất nền ngoại bào, tích tụ trong khoang Disse - bước khởi đầu của quá trình xơ hóa gan. Đồng thời, các lỗ nhỏ trên tế bào nội mô cũng bị mất, làm rối loạn sự trao đổi giữa máu và tế bào gan. Đây chính là cơ chế quan trọng liên kết xơ hóa gan với giảm chức năng gan.

Nếu tình trạng rối loạn trao đổi giữa máu và tế bào gan kéo dài, các mô xơ sẽ lan rộng, hình thành những vách xơ có mạch máu, cuối cùng dẫn đến xơ gan hoặc ung thư gan giai đoạn cuối (HCC). Vì vậy, nhiều nghiên cứu đang tập trung tìm ra các phương pháp điều trị nhằm làm chậm hoặc ngăn ngừa quá trình xơ hóa này.

Bên cạnh đó, khoang Disse cũng tạo ra một môi trường lý tưởng cho các tế bào gốc của gan và hỗ trợ việc trao đổi dưỡng chất giữa các loại tế bào. (3)

3. Các tế bào chuyên biệt trong vùng xoang

Ngoài lớp nội mô và khoang Disse, mao mạch gan còn chứa những tế bào đặc biệt với vai trò quan trọng trong bảo vệ và duy trì chức năng gan. Tế bào Kupffer là các đại thực bào định cư chủ yếu quanh tĩnh mạch cửa, có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, mảnh vụn tế bào và các chất lạ, đồng thời tiết ra các phân tử giúp tăng cường miễn dịch và chống lại tế bào ung thư.

Một loại tế bào khác là tế bào Pit, giống như tế bào sát thủ tự nhiên, có thể tiêu diệt các tế bào ung thư hiệu quả. Số lượng và khả năng hoạt động của tế bào Pit có thể tăng khi được kích thích bởi các yếu tố miễn dịch. Chúng phát triển trong gan từ các lymphocyte hạt lớn trong máu qua hai bước trưởng thành. Đồng thời, tế bào Kupffer còn giúp điều hòa hoạt động, khả năng sống sót và di chuyển của tế bào Pit, tạo ra hiệu ứng cộng hưởng trong việc tiêu diệt tế bào ung thư.

Nhờ sự phối hợp của các tế bào này, mao mạch gan vừa bảo vệ cơ thể khỏi tác nhân gây hại, vừa hỗ trợ trao đổi dưỡng chất và điều hòa dòng máu, đồng thời là nơi diễn ra các phản ứng quan trọng khi gan gặp tổn thương hoặc bệnh lý. (4)

Xoang gan thực hiện những vai trò gì?

Mao mạch xoang giữ vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ trao đổi chất, đào thải độc tố và bảo vệ cơ thể, cùng với đó là khả năng điều hòa lưu lượng máu và áp suất.

1. Hỗ trợ trao đổi chất

Đây là nơi diễn ra sự trao đổi chất hiệu quả giữa máu và tế bào gan nhờ cấu trúc đặc biệt và các tế bào chuyên biệt. Tế bào gan nhận trực tiếp dưỡng chất, hormon và chất độc từ máu thông qua khoang Disse, nơi tiếp xúc gần với lớp nội mô mao mạch xoang có các cửa sổ. Nhờ đó, tế bào gan có thể chuyển hóa, dự trữ hoặc thải độc nhanh chóng.

Nguồn máu hỗn hợp từ tĩnh mạch cửa và một phần từ động mạch gan cũng cung cấp đồng thời dưỡng chất đa dạng và oxy, đáp ứng nhu cầu chuyển hóa phức tạp như tổng hợp protein, lipid, carbohydrate, đồng thời duy trì cân bằng vitamin và khoáng chất.

2. Đào thải và bảo vệ

Xoang gan không chỉ hỗ trợ chuyển hóa mà còn thực hiện vai trò bảo vệ cơ thể. Các tế bào Kupffer định cư trong lòng xoang hoạt động như đại thực bào, tiêu diệt vi khuẩn, mảnh vụn tế bào và các chất lạ, đồng thời tiết ra các phân tử miễn dịch giúp chống lại tế bào ung thư. Ngoài ra, tế bào Pit hoạt động như tế bào sát thủ tự nhiên, tiêu diệt các tế bào ung thư, và phối hợp với tế bào Kupffer để tăng hiệu quả bảo vệ gan. Sự phối hợp này giữ cho môi trường xoang luôn sạch, giúp các quá trình chuyển hóa diễn ra an toàn.

3. Điều hòa lưu lượng máu và áp suất

Các tế bào bên trong vùng xoang, bao gồm tế bào Kupffer và các tế bào Pit, cùng với cấu trúc khoang Disse, góp phần điều hòa dòng máu qua mao mạch xoang. Các tế bào này có thể ảnh hưởng tới độ co giãn và áp suất trong lòng xoang, đồng thời các tín hiệu hóa học giữa các tế bào giúp duy trì cân bằng huyết động và ổn định môi trường vi mô, từ đó bảo đảm dòng máu chảy đều, cung cấp đủ oxy và dưỡng chất cho tế bào gan, đồng thời hỗ trợ các phản ứng tái tạo và hồi phục khi cấu trúc gan bị tổn thương.

Sự thay đổi của xoang gan trong các trường hợp mắc bệnh lý về gan

Khi gan bị tổn thương do bệnh lý hoặc một vấn đề khác, mao mạch xoang cũng sẽ chịu những thay đổi về cấu trúc và chức năng. Cụ thể như sau.

1. Xơ gan và sự biến đổi cấu trúc xoang

Khi gan bị tổn thương kéo dài, các tế bào hình sao ở gan bị hoạt hóa,  dẫn đến xơ hóa mô gan. Quá trình này gây mất các cửa sổ trên tế bào nội mô, làm giảm khả năng trao đổi chất giữa máu và tế bào gan. Lâu dần, các mô xơ lan rộng, hình thành những vách xơ có mạch máu, làm thay đổi hoàn toàn cấu trúc mao mạch xoang, ảnh hưởng trực tiếp đến chức năng chuyển hóa và bảo vệ gan.

2. Tăng áp lực tĩnh mạch cửa

Xơ hóa và các thay đổi cấu trúc trong mao mạch xoang làm máu qua gan bị cản trở, gây tăng áp lực tĩnh mạch cửa. Tình trạng này dẫn đến phù nề, giãn tĩnh mạch thực quản, lách to và các biến chứng khác liên quan đến tuần hoàn gan - thận. Mao mạch xoang lúc này mất khả năng điều hòa lưu lượng máu hiệu quả, tạo thêm áp lực lên toàn bộ hệ tuần hoàn cửa.

3. Các bệnh lý khác liên quan đến các mao mạch kiểu xoang

Khi có hiện tượng tắc nghẽn, lòng xoang trở nên hẹp hơn và mất tính linh hoạt, làm giảm khả năng trao đổi chất và dòng chảy của máu. Trong các trường hợp di căn của tế bào ung thư, các tế bào lạ xâm nhập vào mao mạch xoang có thể làm tắc nghẽn một phần hoặc toàn bộ lòng xoang, đồng thời kích thích các phản ứng mô xơ, thay đổi hình thái bình thường và làm suy giảm chức năng của gan. Những biến đổi này cho thấy mao mạch xoang là một cấu trúc rất nhạy cảm, và bất kỳ sự xáo trộn nào cũng ảnh hưởng đến trao đổi chất, miễn dịch và huyết động trong gan.

Các ứng dụng lâm sàng và chẩn đoán liên quan đến hệ thống mao mạch xoang

Dựa vào tình trạng mao mạch xoang, các nhà khoa học đã phát triển các ứng dụng lâm sàng hỗ trợ trong chẩn đoán và điều trị.

1. Sinh thiết gan bằng cách quan sát thay đổi vi mô ở vùng xoang

Khi tiến hành sinh thiết gan, các bác sĩ không chỉ lấy mẫu mô để đánh giá tổn thương tế bào gan mà còn quan sát sự thay đổi vi mô của mao mạch xoang. Những biến đổi này giúp xác định mức độ tổn thương gan và các giai đoạn bệnh như xơ hóa, viêm mạn tính hay ung thư gan. Qua quan sát cấu trúc vi mô này, sinh thiết cung cấp các thông tin quan trọng về chức năng và khả năng hồi phục của gan, từ đó hỗ trợ chẩn đoán chính xác và lựa chọn phương pháp điều trị phù hợp.

2. Chỉ dấu sinh học liên quan mao mạch xoang

Trong một số trường hợp các chỉ dấu sinh học liên quan mao mạch xoang giúp các nhà khoa học đánh giá mức độ xơ hóa gan mà không cần thực hiện sinh thiết. Đây là chỉ dấu giúp phản ứng những thay đổi cấu trúc và chức năng của xoang gan, như tăng sản xuất collagen của tế bào hình sao, mất lỗ thủng của tế bào nội mô... Việc theo dõi các chỉ dấu này cho phép đánh giá sớm tình trạng xơ hóa, theo dõi tiến triển bệnh và hiệu quả điều trị.

3. Hướng điều trị nhắm mục tiêu liên quan đến nội mô xoang gan và tế bào sao trong xơ gan

Trong xơ gan, tế bào hình sao ở gan bị hoạt hóa và sản xuất quá mức collagen cùng chất nền ngoại bào, trong khi tế bào nội mô mao mạch xoang mất các lỗ thủng, làm giảm khả năng trao đổi chất và tăng xơ hóa. Vì vậy, các chiến lược điều trị mới tập trung vào bảo vệ hoặc phục hồi chức năng của nội mô xoang gan và ức chế sự hoạt hóa của tế bào hình sao.

Các phương pháp tiềm năng bao gồm thuốc giúp duy trì hoặc phục hồi các lỗ thủng của nội mô, thuốc ức chế hoạt hóa tế bào hình sao để giảm sản xuất collagen, cũng như các liệu pháp kết hợp nhắm vào cả hai loại tế bào. Nhờ đó, gan có thể duy trì cấu trúc và chức năng mao mạch xoang, chậm tiến triển xơ hóa và tăng khả năng hồi phục, mở ra cơ hội cho phương pháp điều trị xơ gan hiệu quả, ít xâm lấn.

Có thể thấy, xoang gan giữ nhiều vai trò quan trọng trong cơ thể như hỗ trợ quá trình trao đổi chất, đào thải độc tố cùng với đó là khả năng điều hòa lưu lượng máu và áp suất. Khi gan chịu tổn thương do bệnh lý, mao mạch xoang cũng sẽ có những thay đổi về cấu trúc và chức năng.