Das portalvenöse System ist dafür verantwortlich, Blut aus Teilen des Magen-Darm-Trakts in die Leber zu leiten. Im Dünndarm absorbierte Substanzen wandern zuerst zur Verarbeitung in die Leber, bevor sie zum Herzen weitergeführt werden. Nicht der gesamte Magen-Darm-Trakt ist Teil dieses Systems. Das System erstreckt sich vom unteren Teil der Speiseröhre bis zum oberen Teil des Analkanals. Dazu gehört auch die venöse Drainage aus Milz und Bauchspeicheldrüse.

Der evolutionäre Zweck des First-Pass-Metabolismus, bei dem Substanzen, die aus der Nahrung im Darm absorbiert werden, vor dem Eintritt in den systemischen Kreislauf durch die Leber gelangen, besteht darin, die Leber zu verwenden als Schutzschild (erste Verteidigungslinie) zwischen (a) dem Lebensmittel, seinen Toxinen (was auch immer sie sein mögen) und seinen metabolischen Zwischenprodukten / Metaboliten (wie Ammoniak) und (b) dem übrigen Körpergewebe; einschließlich des Gehirns. Die Notwendigkeit eines solchen Systems zeigt sich darin, was passiert, wenn das System zusammenbricht, wie sich zeigt, wenn eine fortgeschrittene Leberfibrose bei Zirrhose zu einer hepatischen Enzephalopathie im Gehirn führt, weil das Blut mit Ammoniak und anderen Substanzen beladen ist, die nicht förderlich sind Gehirnfunktion.

Der Blutfluss zur Leber ist insofern einzigartig, als er sowohl sauerstoffhaltiges als auch (teilweise) sauerstofffreies Blut erhält. Infolgedessen sind der partielle Gasdruck von Sauerstoff (pO2) und der Perfusionsdruck von Pfortaderblut niedriger als in anderen Organen o f der Körper. Blut fließt von Ästen der Pfortader durch Hohlräume zwischen „Platten“ von Hepatozyten, die als Sinusoide bezeichnet werden. Blut fließt auch aus Ästen der Leberarterie und mischt sich in die Sinusoide, um die Hepatozyten mit Sauerstoff zu versorgen. Diese Mischung sickert durch die Sinusoiden und sammelt sich in einer zentralen Vene, die in die Lebervene abfließt. Die Lebervene fließt anschließend in die Vena cava inferior ab.

Die Leberarterie versorgt die Leber mit 30 bis 40% des Sauerstoffs, während sie nur 25% des gesamten Leberblutflusses ausmacht. Der Rest stammt aus dem teilweise sauerstofffreien Blut aus der Pfortader. Die Leber verbraucht in Ruhe etwa 20% des gesamten Körpersauerstoffs. Aus diesem Grund ist der gesamte Leberblutfluss mit etwa 1 Liter pro Minute und bis zu zwei Litern pro Minute recht hoch. Das ist durchschnittlich ein Viertel des durchschnittlichen Herzzeitvolumens in Ruhe.