1．胆红素的来源与生成胆红素是由卟啉类化合物在体内分解代谢生成，正常成人每天可生成250～350mg胆红素。其来源有：①衰老红细胞破坏、降解：血红蛋白分子中的血红素辅基在肝、脾和骨髓等网状内皮系统内降解产生胆红素，约占人体胆红素总量的80％，称为主流胆红素；②无效红细胞生成：造血过程中，骨髓内作为造血原料的血红蛋白或血红素，在未成为成熟红细胞之前有少量分解而生成胆红素③小部分胆红素来自组织(特别是肝细胞)中非血红蛋白的血红素蛋白质(如肌红蛋白、细胞色素P450、细胞色素b5、过氧化氢酶等)的血红素辅基的分解产生，后两者生成的胆红素约占20%，称分流胆红素。
胆红素的生成过程包括：①衰老的红细胞在单核．巨噬细胞系统被破坏，首先除去珠蛋白而分离出血红素；②血红素在单核一巨噬细胞内微粒体的血红素加氧酶(heme oxygenase)的作用下，卟啉环Ⅸ上的一次甲基桥(一CH=)氧化断裂，释放CO和铁，形成具有线状四吡咯结构的胆绿素Ⅸ；③胆绿素在细胞液中的胆绿素还原酶催化下接受NADPH：提供的氢被还原成胆红素Ⅸ此时生成的胆红素呈游离状态，故称为游离胆红素，也称为未结合胆红素。未结合胆红素分子量小、极性低、亲脂性强，易透过细胞膜的脂质层，因此能够对细胞产生毒性作用。由于未结合胆红素必须加入乙醇或尿素等加速剂破坏分子内部的氢键后才能与重氮试剂反应，因而又称为间接胆红素。
胆红素必须经过血液运输到肝内才能进行生物转化。胆红素在血液内主要以胆红素．白蛋白复合物的形式存在和运输。除白蛋白外，-球蛋白也可与胆红素结合。正常成人每100ml血浆中的白蛋白结合胆红素的能力约为34～43umol，而血浆实际胆红素浓度只有0．17～1．72I~mol／L。，所以正常情况下白蛋白结合胆红素的潜力很大。胆红素与白蛋白较紧密地结合成复合体，一方面改变了胆红素的脂溶性，另一方面又限制了它自由通过各种生物膜的能力，阻止了大量游离胆红素进入组织细胞产生毒性作用。白蛋白分子中存在2个和胆红素结合的位点，当血中胆红素浓度正常时，1分子白蛋白中的第一位点与1分子胆红素结合；当血中胆红素浓度增大时，则第二位点也可再与第2个分子胆红素结合。但是，与第二位点结合的胆红素很容易被某些有机阴离子如磺胺类、脂肪酸、胆汁酸、水杨酸等从胆红素一白蛋白复合物分子中置换出来，增加了血中胆红素透入组织细胞的可能性，导致胆红素脑病或核黄疸的产生。因此，临床发生高胆红素血症时，上述药物应慎用。此外，有部分胆红素可以与白蛋白共价结合，长时间滞留在血中，称为6-胆红素。研究证明，6一胆红素部分是由1种或多种胆红素成分组成，可直接与重氮试剂反应，临床上可作为判断严重肝病预后的指标。
2．肝对胆红素的摄取、转化及排泄 当胆红素随血液运输到肝后，肝细胞能够迅速选择性地从血浆中摄取胆红素，其机制如下：①位于血窦表面的肝细胞膜上存在特异的载体蛋白系统，胆红素与膜上载体蛋白结合，经主动转运过程后，从膜的外表面转移至内表面，进入胞质。每当白蛋白一胆红素复合物通过肝脏一次，即有40％的胆红素与白蛋白解离并且被肝细胞所摄取。②肝细胞内有2种载体蛋白，Y蛋白和Z蛋白。Y蛋白与谷胱甘肽S一转移酶同属一个基因家族，为酸性蛋白质，在肝细胞中含量较大，是肝细胞内主要的载体蛋白。Y蛋白与胆红素亲和力高于Z蛋白，除结合胆红素外，还可以结合其他有机阴离子如类固醇、磺溴酞钠等。对胆红素有高亲和力的Y蛋白和z蛋白从细胞膜上接受进入胞质的胆红素，形成“胆红素Y蛋白”或“胆红素Z蛋白”复合物，在肝细胞内储存或运送到滑面内质网。
肝细胞的滑面内质网上有胆红素尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基转移酶(UDP—glucuronyltransferase)，在该酶的催化下，胆红素的丙酸基迅速与尿苷二磷酸-Ⅱ一葡萄糖醛酸(uridinediphosphate 2lucur·onic acid，UDPGA)反应，生成胆红素葡萄糖醛酸单酯和双酯。1分子胆红素和2分子葡萄糖醛酸结合形成的胆红素葡萄糖醛酸双酯是主要产物，约占95%极性低、亲脂性强的未结合胆红素在肝细胞内经结合转化成结合胆红素后，极性增强，水溶性明显提高，不易透过生物膜，既起到解毒作用，又有利于胆红素从胆道排泄。结合胆红素被排泄至毛细胆管的过程中，有内质网、高尔基复合体、溶酶体等参与，毛细胆管膜上也存在一种以载体为中介、逆浓度梯度的能量依赖的胆红素主动转运过程。
由于肝细胞有亲和力强的胆红素受体蛋白、载体蛋白及葡萄糖醛酸基转移酶，因而不断地将胆红素摄取、结合、转化及排泄，保证了血中的胆红素不断地经肝细胞而被清除。经过肝生物转化、与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结合胆红素(conjugated bilirubin)。结合胆红素能够与重氮试剂直接反应，又称为直接胆红素。
3．胆红素的肠肝循环结合胆红素随胆汁排泄进入十二指肠后，在回肠末端至结肠部位，在肠道细菌的一葡萄糖醛酸苷酶作用下，大部分被水解脱下葡萄糖醛酸基，转变为未结合胆红素。然后再经肠道厌氧菌的还原作用，逐步还原成二氢胆红素、中胆红素、二氢中胆红素、中胆素原、粪胆原及尿胆原，后三者与重氮试剂的呈色反应相同，统称为尿胆原簇化合物(胆素原)。三种胆素原在肠道下段接触空气后分别被氧化成为中胆素、粪胆素和尿胆素(三者统称为胆素)，随粪便排出，为棕黄色，是粪便的主要色素。在小肠下段生成的胆素原约有10％～20%；可被肠黏膜细胞重吸收，再经门静脉入肝，重吸收入肝的胆素原大部分(95％)以原形再次排入胆道，此过程称为胆素原的肠肝循环。被肠道吸收的胆素原小部分(2％～5％)可进入体循环，经肾小球滤过随尿排出，即为尿胆素原，并可进一步氧化成尿胆素(urobilin)，是尿液颜色的主要来源。尿胆素原、尿胆素、尿胆红素临床上称为尿三胆，正常人每天排出0．85～6．8gmol。胆红素代谢过程。
4．胆红素代谢异常和黄疸通过以上代谢过程，人体内正常产生的胆红素基本被清除，血中胆红素浓度维持在较低水平，正常成人血清总胆红素不高于17．2umol／L(1.0mg／d1)，而且大部分(80%)为未结合胆红素；尿液中胆素原、胆素含量也很低，无胆红素；粪便中有粪胆原和粪胆素。在胆红素生成过多，或肝处理胆红素能力下降，或胆红素的排泄存在障碍时，均可导致血中胆红素浓度增高，出现高胆红素血症(hyperbilirubinemia)(表8-1)。胆红素是金黄色的色素，在组织细胞内沉积而造成的黄染现象称为黄疸(jaundice)。在血清中胆红素浓度超过34．2gmol／L(2．0mg／d1)时，含有较多弹性蛋白的巩膜、黏膜及皮肤与胆红素有较强的亲和力，最容易导致胆红素沉积，出现黄染现象，称为显性黄疸。如果血清中胆红素浓度超过正常值，但低于34．2gmol／L。时，则无肉眼可见黄疸，称为隐性或亚临床黄疸。血中大量的胆红素还可通过血脑屏障，与脑部基底核的脂类结合，将神经核染黄，导致核黄疸，影响神经组织功能，出现胆红素脑病。
黄疸按照病变部位可分为肝前性、肝性和肝后性黄疸；按照病因可分为溶血性黄疸、肝细胞性黄疸和梗阻性黄疸；按照血中升高的胆红素的类型可分为高未结合胆红素性黄疸和高结合胆红素性黄疸。
黄疸发生的原因主要包括：①胆红素形成过多：超过肝脏处理胆红素的能力时，大量未结合胆红素即在血中积聚而发生黄疸。未结合型胆红素形成过多的原因包括溶血性与非溶血性两大类。临床上任何原因引起大量溶血时，如先天性的红细胞膜、酶或血红蛋白的遗传性缺陷等，后天性的血型不合输血、脾功能亢进、疟疾及各种理化因素等导致红细胞大量破坏，释放的血红蛋白即成为胆红素的来源。非溶血性的胆红素形成过多则多见于无效造血，如恶性贫血、珠蛋白生成障碍等产生过多的胆红素。②肝细胞处理胆红素的能力下降：肝细胞对血中未结合胆红素的摄取、转化和排泄发生障碍。肝细胞不能将未结合胆红素转变为结合胆红素，使血中未结合胆红素增高；肝内毛细胆管受压迫或堵塞，使生成的结合胆红素反流入血，导致血中结合胆红素也增高。临床上可见于新生儿生理性黄疸，肝内胆汁淤积、感染、化学试剂、毒物、肿瘤等导致的肝病以及先天性遗传缺陷如Gilbett综合征Crigler一Najjar综合征等。⑧胆红素在肝外的排泄障碍：胆结石、胆道蛔虫或肿瘤压迫以及Dubin一Johnson综合征等原因产生胆管梗阻，导致胆汁无法排出而淤积于胆管内，使胆小管和毛细胆管扩张、通透性增加，甚至破裂，肝内转化生成的结合胆红素随胆汁流入组织间隙和血窦，引起血中结合胆红素升高。
新生儿生理性黄疸(ictellls neonatorum)可见于50％～60％出生后第1周的新生儿，血浆胆红素浓度一般不超过86umol／L。其原因有：新生儿体内红细胞溶解致胆红素产生过多；肝细胞内胆红素UDP一葡萄糖醛酸基转移酶活性不高；新生儿肝细胞内缺乏Y蛋白，胆红素的摄取能力较成人差；母乳中含有孕二醇，对葡萄糖醛酸基转移酶有抑制作用；无效红细胞生成；肝细胞胆汁分泌功能不完善。新生儿生理性黄疸以血清中未结合胆红素增多为主，如无先天性胆红素代谢缺陷，黄疸可以逐步自然消退。如果发生病理性变化，新生儿黄疸的特征和成人相似。
