肝脏的基本解剖及生理

肝脏的基本解剖及生理肝脏是人体内体积最大、功能最复杂的实质性器官，承担着代谢、合成、解毒、免疫等数百种生理功能，其解剖结构的精细分区与功能的高度整合是维持机体稳态的核心基础，以下从解剖结构与生理功能两方面进行系统阐述。一、肝脏基本解剖结构（一）大体解剖1.位置与体表投影成人肝脏大部分位于右季肋区和腹上区，小部分延伸至左季肋区，仅在腹上区、剑突下方的部分直接与腹前壁相贴。其体表投影为：上界在右锁骨中线与第5肋交点处，左锁骨中线与第5肋间隙交点处；下界右侧与右肋弓下缘平齐，腹上区可达剑突下3~5cm，平静呼吸时肝脏随膈肌上下移动幅度约2~3cm。儿童肝脏下缘可低于右肋弓下1~2cm，7岁以后逐渐回缩至肋弓以上，若成人肝脏下缘超出右肋弓则提示肝脏肿大。肝脏的毗邻关系具有重要临床意义：膈面与膈相邻，借膈与右侧胸膜腔、右肺底、心包及心脏下缘相隔，因此肝脏脓肿、肿瘤可穿破膈累及右肺；脏面（下面）毗邻结构复杂，左叶脏面与胃前壁、食管腹段相邻，右叶脏面前部与结肠右曲相邻，中部与十二指肠上部相邻，后部与右肾上腺、右肾及下腔静脉相邻，因此肝脏病变可能压迫邻近器官引发相应症状。2.形态与被膜成人肝脏重量约1200~1500g，占成年人体重的1/40~1/50；胎儿期肝脏因承担造血功能，重量占体重比例可达1/20，出生后随造血功能减退占比逐渐降低。肝脏呈不规则楔形，右侧厚钝、左侧薄窄，可分为膈面（上面）、脏面（下面）、前缘（下缘）、后缘（上缘）四个边缘。膈面被镰状韧带分为左、右两叶，右叶大而厚，左叶小而薄。脏面有呈“H”形的三条标志性沟裂：左侧纵沟前部为肝圆韧带裂，容纳肝圆韧带（胚胎时期脐静脉闭锁遗迹），后部为静脉韧带裂，容纳静脉韧带（胚胎时期静脉导管闭锁遗迹）；右侧纵沟前部为胆囊窝，容纳胆囊，后部为腔静脉沟，容纳下腔静脉；横沟为第一肝门，是肝固有动脉左支/右支、门静脉左支/右支、肝左管/肝右管、神经及淋巴管出入肝实质的部位。腔静脉沟上端有肝左、肝中、肝右静脉汇入下腔静脉，称为第二肝门；腔静脉沟下端有10~20支肝短静脉直接汇入下腔静脉前壁，称为第三肝门。肝脏表面除胆囊窝、腔静脉沟、肝门等无腹膜覆盖的裸区外，均被覆浆膜（脏层腹膜），浆膜下为致密结缔组织构成的Glisson囊。结缔组织随肝内管道分支伸入肝实质，形成Glisson鞘，包绕门静脉、肝动脉及胆管的各级分支，三者在肝内伴行走行，共同构成Glisson系统，是肝脏功能分区的解剖基础。3.分叶与分段传统解剖学根据肝脏表面的韧带及沟裂将其分为左叶、右叶、方叶、尾状叶4个叶，其中方叶位于肝圆韧带裂与胆囊窝之间、横沟前方，尾状叶位于静脉韧带裂与腔静脉沟之间、横沟后方。但传统分叶未完全匹配肝内管道的走行规律，无法满足外科手术精准切除的需求，目前临床通用Couinaud分段法。Couinaud分段法以Glisson系统的分布规律为基础，结合肝静脉的走行，将肝脏分为8个功能独立的肝段，每个肝段拥有独立的供血、胆汁引流及静脉回流系统，可单独切除而不影响剩余肝段的功能。具体分段为（以顺时针方向从尾状叶开始计数）：尾状叶为Ⅰ段；左外叶分为上段（Ⅱ段）和下段（Ⅲ段）；左内叶为Ⅳ段（可进一步分为Ⅳa上段和Ⅳb下段）；右前叶分为下段（Ⅴ段）和上段（Ⅷ段）；右后叶分为下段（Ⅵ段）和上段（Ⅶ段）。肝静脉系统（肝左、肝中、肝右静脉）走行于相邻肝段之间，作为段间分界的标志：肝中静脉为左内叶与右前叶的分界，肝左静脉为左内叶与左外叶的分界，肝右静脉为右前叶与右后叶的分界。4.管道系统肝脏的管道系统可分为入肝管道、出肝管道、胆管系统及淋巴神经四部分，是肝脏功能执行的结构基础。入肝血管：包括肝固有动脉和门静脉，共同供应肝脏血液。其中门静脉为功能血管，供应肝脏总血流量的70%~75%，主要携带肠道吸收的营养物质及代谢产物入肝；肝固有动脉为营养血管，供应肝脏总血流量的25%~30%，主要提供氧及肝细胞代谢所需的营养物质。肝固有动脉起源于腹腔干发出的肝总动脉，肝总动脉分出胃十二指肠动脉后延续为肝固有动脉，在肝十二指肠韧带内行于门静脉左前方、胆总管左侧，至第一肝门处分为左、右肝动脉。肝动脉存在常见解剖变异：约10%~15%的个体存在副肝右动脉（起源于肠系膜上动脉），约5%~10%的个体存在副肝左动脉（起源于胃左动脉），少数个体肝总动脉可直接起源于肠系膜上动脉或腹主动脉，临床手术及介入操作中需注意识别。门静脉由肠系膜上静脉与脾静脉在胰颈后方、第2腰椎水平右侧汇合而成，长约6~8cm，直径约1.0~1.2cm，在肝十二指肠韧带内行于肝固有动脉及胆总管后方，至第一肝门处分为左、右支进入半肝，其分支与肝动脉、胆管分支伴行，共同组成Glisson系统。出肝血管：即肝静脉系统，包括肝左静脉、肝中静脉、肝右静脉及肝短静脉。肝静脉起自肝小叶的中央静脉，逐级汇合成小叶下静脉、肝静脉属支，最终形成三支主要肝静脉，在第二肝门处汇入下腔静脉。其中肝中静脉常与肝左静脉形成共干后汇入下腔静脉，共干出现率约为60%~70%。肝短静脉又称第三肝门静脉，数量为10~20支不等，管径细小，直接从肝实质汇入下腔静脉前壁，主要引流尾状叶及肝右后叶下部的静脉血，肝切除手术中处理肝短静脉时需注意止血。胆管系统：起自肝内毛细胆管，逐级汇合成小叶间胆管、肝段胆管、肝叶胆管，最终汇合成肝左管、肝右管，在第一肝门处出肝后汇合成肝总管。肝总管长约2~4cm，直径约0.4~0.6cm，下端与胆囊管汇合成胆总管。胆总管长约7~9cm，直径约0.4~0.8cm，直径超过1.0cm提示胆管扩张，其下段与主胰管汇合，共同开口于十二指肠大乳头，汇合处形成Vater壶腹，周围有Oddi括约肌包绕，调节胆汁及胰液的排泄。胆囊为梨形囊状器官，位于肝脏脏面的胆囊窝内，容量约40~60ml，分为底、体、颈、管四部分；胆囊管长约2~3cm，直径约0.2~0.3cm，管腔内有螺旋状黏膜皱襞（Heister瓣），可调节胆汁进出，防止胆囊管扭曲梗阻。胆囊管、肝总管与肝脏下缘共同围成的三角区域称为Calot三角（胆囊三角），内有胆囊动脉、肝右动脉及副右肝管走行，是胆囊手术中寻找胆囊动脉、避免胆管损伤的重要解剖标志。淋巴与神经：肝脏的淋巴引流分为浅、深两组。浅组淋巴管位于肝脏浆膜下，膈面浅组淋巴管可经膈注入纵隔后淋巴结，脏面浅组淋巴管注入肝门淋巴结；深组淋巴管位于肝实质内，沿Glisson系统及肝静脉走行，汇合成肝门处的肝淋巴结，最终注入腹腔淋巴结。肝脏的神经支配包括交感神经、副交感神经及膈神经：交感神经纤维来自腹腔神经丛，沿肝动脉及门静脉分支分布，调节肝脏血管收缩及代谢活动；副交感神经纤维来自迷走神经前干的肝支，参与调节胆汁分泌、肝细胞代谢等功能；右膈神经的感觉纤维分布于肝被膜及膈面，因此肝脏病变导致肝被膜张力增高时，疼痛可放射至右肩背部，属于牵涉痛。（二）组织学结构肝脏的基本结构与功能单位的认知包括经典肝小叶、门管小叶及肝腺泡三种模型，其中经典肝小叶为形态学结构单位，肝腺泡为功能学单位。1.经典肝小叶呈多角棱柱形，直径约0.5~1.0mm，成人肝脏约有50万~100万个肝小叶。肝小叶中央有一条沿长轴走行的中央静脉，管壁为单层内皮细胞，无平滑肌。肝细胞以中央静脉为中心，向周围呈放射状排列形成肝板（肝索），肝板之间为肝血窦，血窦与肝板之间为窦周隙（Disse隙）。肝细胞：占肝实质细胞总数的80%以上，呈多面体形，直径约15~30μm，具有双核、多核仁特点，胞质内含有丰富的线粒体、粗面内质网、滑面内质网、高尔基复合体及溶酶体等细胞器，与其复杂的代谢、合成功能相适应。肝血窦：位于肝板之间的不规则腔隙，管壁由有孔内皮细胞构成，无基膜，通透性大，允许血浆中除大分子蛋白质以外的物质自由通过，有利于肝细胞与血液之间的物质交换。肝血窦内含有库普弗细胞（Kupffercell），为定居于肝脏的巨噬细胞，占全身单核吞噬细胞系统细胞总数的80%~90%，具有吞噬细菌、异物、衰老红细胞及肿瘤细胞的功能，参与肝脏免疫防御。窦周隙：肝血窦内皮细胞与肝细胞之间的狭窄间隙，宽约0.4μm，内含血浆成分，肝细胞的微绒毛伸入窦周隙内，扩大了物质交换的面积。窦周隙内含有贮脂细胞（Ito细胞），主要功能为储存维生素A（人体95%以上的维生素A储存于贮脂细胞内），病理状态下贮脂细胞可活化并分泌大量细胞外基质，是肝纤维化的主要效应细胞。2.门管区又称汇管区，是相邻肝小叶之间的结缔组织区域，内含小叶间动脉、小叶间静脉、小叶间胆管三者伴行。小叶间动脉是肝动脉的分支，管径细，管壁厚，内皮外有平滑肌；小叶间静脉是门静脉的分支，管径粗，管壁薄，内皮外平滑肌少；小叶间胆管是胆管的分支，管壁由单层立方上皮构成，负责引流毛细胆管分泌的胆汁。3.肝腺泡为肝脏的功能学单位，以门管区发出的终末门微静脉、终末肝微动脉及终末胆管为中心，两端分别以相邻的两个中央静脉为界，整体呈卵圆形。根据血流方向及氧供梯度，肝腺泡可分为三个带：Ⅰ带为靠近中心轴的区域，氧供及营养物质最丰富，肝细胞代谢活性最高，损伤时最后受累，再生能力最强；Ⅱ带为中间区域，氧供及代谢活性中等；Ⅲ带为靠近中央静脉的区域，氧供及营养物质最少，对缺血、缺氧及毒物损伤最敏感，是肝损伤的好发部位，如缺血再灌注损伤、药物性肝损伤常首先累及Ⅲ带。二、肝脏核心生理功能肝脏承担着人体500余种生理功能，是维持机体代谢稳态、防御损伤的核心器官，其主要功能可分为以下几类：（一）代谢调节功能肝脏是人体代谢的中枢器官，参与糖、脂、蛋白质、维生素及激素等多种物质的合成、分解与转化。1.糖代谢肝脏是维持血糖稳态的核心调控器官，通过糖原合成、糖原分解及糖异生三条途径动态调节血糖水平。餐后血糖升高时，肝细胞通过葡萄糖转运体2（GLUT2）摄取葡萄糖，在肝细胞内合成糖原储存，肝糖原储存量约为肝重量的5%~6%，成人总储存量约70~100g，是机体短期饥饿时血糖的主要来源。空腹状态下，肝糖原分解为葡萄糖释放入血，维持血糖稳定，禁食12~24小时后肝糖原基本耗尽，此时肝脏启动糖异生途径，将乳酸、甘油、生糖氨基酸等非糖物质转化为葡萄糖，成人肝脏糖异生能力可达每天100~150g，占全身糖异生总量的90%以上，是长期饥饿状态下血糖的主要来源。此外，肝脏还参与糖蛋白、糖脂的合成，为细胞结构及功能提供物质基础。肝功能异常时，患者可出现糖耐量减低、空腹低血糖等糖代谢紊乱表现。2.脂代谢肝脏是脂类合成、分解、转运及排泄的中心场所。外源性脂肪经肠道吸收后，以乳糜微粒形式进入血液循环，乳糜微粒残粒被肝细胞摄取代谢；内源性脂类（甘油三酯、胆固醇、磷脂等）主要由肝脏合成，其中胆固醇合成量占全身总合成量的70%~80%，成人每天合成胆固醇约1~1.5g。肝脏合成的甘油三酯、胆固醇与载脂蛋白结合，组装成极低密度脂蛋白（VLDL）分泌入血，转运至外周组织供能或储存；同时肝脏参与高密度脂蛋白（HDL）的合成及胆固醇逆转运过程，将外周组织多余的胆固醇转运至肝脏，转化为胆汁酸后随胆汁排泄，是人体胆固醇的主要去路。此外，肝脏还参与脂肪酸的β氧化、酮体生成等过程，长期饥饿时酮体可作为大脑等重要器官的能量来源。当肝脏VLDL合成障碍时，甘油三酯在肝细胞内堆积，可导致脂肪肝的发生。3.蛋白质代谢肝脏是蛋白质合成与分解的主要器官，除γ球蛋白由浆细胞合成外，绝大多数血浆蛋白均由肝细胞合成，包括白蛋白、纤维蛋白原、凝血酶原、转铁蛋白、铜蓝蛋白、结合珠蛋白等。其中白蛋白是血浆中含量最高的蛋白质，成人肝细胞每天合成白蛋白约12~20g，占肝脏合成蛋白质总量的25%左右，白蛋白的血浆半衰期约为15~19天，因此急性肝损伤时白蛋白水平可无明显下降，慢性肝损伤时才会出现白蛋白降低，是反映肝脏合成功能的重要指标。在氨基酸代谢方面，肝脏是氨基酸脱氨基、转氨基及尿素合成的主要场所，肠道吸收的氨基酸及机体蛋白质分解产生的氨基酸大部分在肝脏内进行代谢，脱氨基产生的氨具有神经毒性，肝细胞通过鸟氨酸循环（尿素循环）将氨合成无毒的尿素，经肾脏排泄，成人每天合成尿素约20~30g，可清除体内大部分氨。肝功能衰竭时，氨不能被有效清除，可透过血脑屏障导致肝性脑病。此外，肝脏对芳香族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸）的代谢能力强，而支链氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）主要在肌肉组织代谢，正常血浆中支链氨基酸与芳香族氨基酸的比值约为3.0~3.5:1，肝硬化时比值可降至1.0以下，是肝性脑病的重要发病机制之一。4.维生素代谢肝脏是维生素储存、转化及代谢的主要场所。脂溶性维生素（A、D、E、K）的吸收、储存及转化均依赖肝脏，其中95%以上的维生素A储存于肝脏贮脂细胞内，储存量可满足机体数月的需求；维生素D需在肝脏内经25-羟化酶作用转化为25-羟维生素D3，再经肾脏1α-羟化酶作用生成活性形式的1,25-二羟维生素D3，因此慢性肝病患者常因维生素D活化障碍出现骨质疏松、骨软化等骨病。B族维生素（B1、B2、B6、B12、叶酸等）也主要在肝脏内储存及转化，其中维生素B12的肝脏储存量可满足机体3~5年的需求，因此胃切除术后内因子缺乏导致的维生素B12缺乏常需数年才会出现临床症状。此外，肝脏合成的胆汁酸盐是脂溶性维生素吸收的必要条件，胆道梗阻时胆汁排泄障碍，可导致脂溶性维生素缺乏。5.激素代谢肝脏是多种激素灭活、转化的重要场所，参与维持机体内分泌稳态。胰岛素、胰高血糖素等肽类激素主要在肝脏内经酶降解灭活，其中胰岛素的肝首过消除率约为50%~60%，即门静脉中的胰岛素约一半在经过肝脏一次后即被灭活，肝功能衰竭时胰岛素灭活减少，可导致低血糖及高胰岛素血症。糖皮质激素、盐皮质激素（醛固酮）、抗利尿激素等类固醇激素也主要在肝脏内代谢灭活，肝硬化时醛固酮及抗利尿激素灭活障碍，可导致水钠潴留，是腹水及水肿形成的重要原因之一。雌激素、雄激素等性激素在肝脏内代谢灭活，慢性肝病时雌激素灭活减少，可出现蜘蛛痣、肝掌、男性乳房发育、女性月经紊乱等表现。此外，甲状腺激素的外周转化主要在肝脏进行，约80%的三碘甲状腺原氨酸（T3，活性形式）由四碘甲状腺原氨酸（T4）经肝脏脱碘酶转化生成，严重肝病时可出现低T3综合征。（二）胆汁合成与分泌功能肝脏持续合成并分泌胆汁，成人每天分泌胆汁量约800~1200ml，胆汁呈弱碱性，主要成分包括水（占97%以上）、胆盐、胆固醇、卵磷脂、胆红素、电解质及少量蛋白质。胆汁的主要生理功能包括：①乳化脂肪：胆盐可降低脂肪的表面张力，将脂肪乳化为微滴，增加胰脂肪酶的作用面积，促进脂肪的消化吸收；②促进脂溶性维生素吸收：胆盐可与脂溶性维生素（A、D、E、K）结合形成水溶性复合物，促进其在肠道的吸收；③排泄代谢产物及毒物：胆红素、药物、重金属等物质可经胆汁排泄至肠道，随粪便排出体外。胆囊具有储存、浓缩胆汁的功能，胆囊黏膜可吸收胆汁中的水和电解质，将胆汁浓缩5~10倍储存于胆囊内。进食后食物（尤其是脂肪）刺激十二指肠黏膜分泌缩胆囊素（CCK），引起胆囊收缩、Oddi括约肌舒张，胆汁排入十二指肠参与消化。胆红素代谢是胆汁分泌功能的重要组成部分，其完整过程为：衰老红细胞被单核吞噬系统破坏，释放出血红蛋白，分解为珠蛋白和血红素，血红素在血红素加氧酶作用下生成胆绿素，再经胆绿素还原酶作用生成非结合胆红素（间接胆红素），与血浆白蛋白结合后运输至肝脏；非结合胆红素被肝细胞摄取后，在葡萄糖醛酸转移酶作用下与葡萄糖醛酸结合，生成结合胆红素（直接胆红素），水溶性增强，经肝细胞排泄至毛细胆管，随胆汁排入肠道；进入肠道的结合胆红素在肠道细菌作用下还原为尿胆原，大部分尿胆原随粪便排出（称为粪胆原，是粪便颜色的主要来源），小部分（约10%~20%）经肠黏膜重吸收，经门静脉回流至肝脏，其中大部分再经肝细胞转化后排入胆汁（胆红素的肠肝循环），小部分进入体循环，经肾脏随尿液排出（称为尿胆原）。肝功能异常或胆道梗阻时，胆红素代谢障碍可导致黄疸。（三）生物转化与解毒排泄功能肝脏是人体最主要的生物转化器官，可将内源性或外源性的非营养物质（如药物、毒物、激素、胆红素等）进行代谢转化，增加其水溶性，使其更容易通过胆汁或尿液排泄，这一过程称为生物转化，也常被称为解毒功能，但需注意部分物质经生物转化后毒性反而增强，如对乙酰氨基酚的代谢产物N-乙酰对苯醌具有肝毒性。生物转化分为两相反应：Ⅰ相反应包括氧化、还原、水解反应，主要由肝细胞滑面内质网中的细胞色素P450（CYP）酶系催化，肝脏CYP酶含量占全身总量的70%以上，其中CYP3A4亚型参与约50%临床常用药物的代谢；Ⅱ相反应为结合反应，是将Ⅰ相反应的产物与葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸、谷胱甘肽等内源性物质结合，进一步增加水溶性，利于排泄。外源性物质如药物、酒精、环境毒物等主要经肝脏生物转化代谢，其中90%以上的酒精在肝脏内经乙醇脱氢酶转化为乙醛，再经乙醛脱氢酶转化为乙酸，最终进入三羧酸循环氧化供能，乙醛具有强氧化性，长期大量饮酒可导致肝细胞损伤，引起酒精性肝病。内源性毒性物质如氨、胆红素、胆汁酸等也经肝脏代谢解毒后排泄，维持机体内环境稳定。（四）免疫防御功能肝脏是机体重要的免疫器官，是肠道来源病原体及毒素进入体循环的第一道防线，构成“肠-肝轴”的核心环节。肝脏的免疫功能主要通过以下几方面实现：①库普弗细胞的吞噬作用：库普弗细胞是定居于肝血窦的巨噬细胞，占全身单核吞噬细胞系统的80%~90%，可吞噬清除门静脉血中的细菌、内毒素、异物、衰老红细胞及肿瘤细胞，门静脉血中的细菌经过肝脏一次，99%以上可被清除，有效防止肠道病原体进入体循环；②肝脏免疫细胞的作用：肝脏内含有丰富的NK细胞、NKT细胞、T淋巴细胞、B淋巴细胞等免疫细胞，参与固有免疫及适应性免疫应答，其中NKT细胞可识别病原体抗原，分泌细胞因子调节免疫反应；③急性时相反应蛋白的合成：肝脏可合成多种急性时相反应蛋白，如C反应蛋白、结合珠蛋白、补体等，参与炎症反应及免疫调节。慢性肝病时，肝脏免疫功能下降，患者易发生细菌感染、自发性腹膜炎等并发症。（五）凝血与纤溶稳态调节功能肝脏在凝血与抗凝平衡的维持中发挥核心作用，绝大多数凝血因子、抗凝物质及纤溶相关物质均由肝脏合成。凝血因子中，除因子Ⅲ（组织因子）由内皮细胞等合成、因子Ⅳ为钙离子外，其余凝血因子（Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、ⅩⅢ等）均主要由肝细胞合成，其中因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成依赖维生素K作为辅酶，称为维生素K依赖因子。此外，肝脏还合成多种抗凝物质，包括抗凝血酶Ⅲ、蛋白C、蛋白S、组织因子途径抑制物等，以及纤溶酶原、纤溶酶原激活物抑制剂等纤溶