У центрі гепатоцита розташоване ядро клітини, відділене від її тіла (цитоплазми) пористої подвійною мембраною. В ядрі містяться ядерні (нуклеїнові) кислоти - ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота), довгі молекули якої щільно упаковані в компактні темно фарбується нитки хроматину, з яких в процесі поділу клітини формуються хромосоми, і РНК (рибонуклеїнова кислота), зосереджена в щільному округлому тільце всередині ядра - ядрышке. Деякі гепатоцити містять кілька ядерець. В генах - ділянках молекули ДНК закодована вся спадкова інформація про обмін речовин і функції клітини. Ця інформація за допомогою РНК переноситься від ядра до органел і регулює їх діяльність.
Рідка частина цитоплазми гепатоцитів - цитозрль містить розчинні білки і ферменти, в тому числі фермент, що відіграє найважливішу роль у перетвореннях етилового алкоголю - алкогольдегідрогеназу (АДГ).
До найважливіших органел цитоплазми печінкової клітини відносяться мітохондрії, гранулярний (шорсткий) ендоплазматичний ретикулум (ЕР), гладкий ЕР, рибосоми, лізосоми, апарат Гольджи і проміжні микрофиламенты.
В гепатоцитах у порівнянні з іншими клітинами є особливо багато мітохондрій (більше 1000 на одну клітину) - рухомих ниткоподібних телець (на електронних мікрофотографіях вони мають форму видовжених овальних утворень), обмежені подвійною мембраною. Внутрішня мембрана утворює численні звернені всередину складки - крісти, створюють величезну поверхню (більше 10 000 м2 в клітинах печінки людини), на якій строго впорядкованої послідовності розташовані білкові ферментні молекули, які беруть участь у численних властивих мітохондрій біохімічних реакціях. Всередині мітохондрії заповнені рідиною - матриксом.
Мітохондрії забезпечують енергетичні потреби і дихання клітини. В них протікають найважливіші процеси окисного фосфорилювання, в ході яких вивільняється при окисленні різних сполук енергія запасається в утворюються молекули аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ).
Тканинне дихання - це здійснення окислювальних процесів у клітині, тобто використання кліткою кисню для окислення поживних сполук, що надходять у цитоплазму з тканинної рідини. Окислення якого-небудь з'єднання означає втрату його молекулами електронів, тобто супроводжується перенесенням електронів субстрату з'єднання в молекули іншої речовини (окислювача), яке при цьому відновлюється. Окислювачем в живих системах зазвичай є кисень, відновлювачем - водень. В ході реакції окислення виникає потік електронів між киснем і воднем і, отже, окисно-відновний, або редокс-потенціал з вивільненням енергії.
У біологічних системах мітохондріального окислення того чи іншого субстрату і вивільнення енергії відбувається не одномоментно, а в результаті ряду послідовних реакцій, в ході яких через ряд проміжних сполук, складових «дихальну ланцюг», за участю спеціальних ферментів здійснюється перенесення електронів від субстрату на кисень. Субстратом, тобто окислювальних речовиною, може бути сполука, що утворюється в організмі в процесі обміну речовин!, наприклад, амінокислота або жирна кислота, а також з'єднання, що потрапляє в організм ззовні, наприклад, етиловий алкоголь. Початковим етапом біологічного окиснення є дегідрування - видалення субстрату субстрату водню, тобто перенесення протонів і електронів через весь ланцюг проміжних переносників до кисню за участю ферментів - дегідрогеназ. Далі позитивно заряджені іони водню - протони з'єднуються з киснем з утворенням води. Одночасно в ході окислення органічного субстрату утворюється вуглекислота CO2.
