In den Kapillaren der Leber, den Lebersinusoiden, mischt sich das nährstoffreiche Blut aus der Pfortader mit dem sauerstoffreichen Blut aus der Leberarterie und steht so dem Stoffwechsel der Leberzellen zur Verfügung. Aufgabe der Pfortader ist es, der Leber direkt die im Darm erschlossenen Nährstoffe und auch mögliche Giftstoffe zuzuführen. Letztere werden in der Leber abgebaut bevor sie in den weiteren Blutkreislauf gelangen. Dies hat dabei auch den unerwünschten Effekt zur Folge, dass Medikamente unter Umständen in der Leber in hohem Maße abgebaut werden, bevor sie über den Blutkreislauf zum Zielorgan gelangen können.
Das Kapillarbett bilden die Sinosoide. Sie entstammen den Pfortaderästen um die Leberläppchen und leiten das Blut über Zentralvenen zur Hohlvene. In sie münden Arterienzweige. Ihre Wand besteht aus gefenstertem Endothel mit Kupfferschen Sternzellen (Kupffer-Sternzellen, Browicz-Kupffer Zellen) als Filter. Dadurch tauschen die einzellig liegenden Leberzellen Lymphe und Plasma untereinander intensiv aus. Seitlich zwischen den Zellen laufen die Gallenkanälchen.
Die Leberzelle kontrolliert das Blut durch Aufnahme resorbierter Nährstoffe, von Bilirubin, Hormonen und Abbaustoffen sowie Abgabe von Körpersubstanzen, Sekreten, Entgiftungs- und Ausscheidungsstoffen.
Als Stoffwechselkontrolle erzeugt die Leber Glucose aus Monosacchariden, Fetten oder Aminosäuren und hält ihren Blutspiegel konstant. Sie bildet Glykogen (Glycogen) und speichert es. Fettsäuren baut sie zum Energiegewinn ab oder in Triglyceride, Cholesterol, Phosphatide und ungesättigte Fettsäuren um. Die Fettbildung erfolgt aus Glucose oder Proteinen. Aus Aminosäuren entstehen Albumin, Fibrinogen, Globuline und Gerinnungsfaktoren mit konstantem Blutspiegel. Die Desaminierung (chemische Abspaltung einer Aminogruppe als Ammonium-Ion) bildet Harnstoff zur Ausscheidung. Giftstoffe werden für die Ausscheidung durch die Nieren wasserlöslich gemacht.
Die Galle sondert Gallensäuren für die Fettverdauung ab und scheidet Cholesterol und Bilirubin aus.
Die Sternzellen filtern resorbierte Bakterien, Viren und Fremdstoffe aus und zerlegen sie zur Ausscheidung oder Wiederverwendung in ihre Bauteile.