肝细胞在处理和排泄胆红素的过程中扮演了至关重要的角色。这个过程主要分为几个步骤，包括摄取、转化以及分泌。
首先，未结合（间接）胆红素通过血液运输到肝脏，在此过程中它与血浆中的白蛋白相结合以保持其溶解状态。当这些含有胆红素的血液流经肝细胞时，位于肝细胞表面的特定蛋白质会识别并捕获这些未结合胆红素分子。
一旦进入肝细胞内部，未结合胆红素将通过一系列化学反应被转化为结合（直接）胆红素。这一转化过程主要由一种叫做UDP-葡萄糖醛酸转移酶(UGT1A1) 的酶催化完成，该酶可以促使胆红素与葡萄糖醛酸发生酯化反应形成水溶性的结合体——即结合胆红素。
接下来，肝细胞会将这种水溶性更强的结合胆红素通过特定的转运蛋白排入到毛细胆管中。这一分泌过程是由位于肝细胞面向毛细胆管一侧膜上的多药耐药相关蛋白2 (MRP2) 和乳腺癌抗原1 (BCRP) 等负责执行。
最终，随着胆汁从肝脏排出进入十二指肠，结合胆红素也一同被排入肠道，在这里它会被细菌进一步代谢为尿胆原和粪胆原等物质，并通过尿液或粪便的形式排出体外。这就是肝细胞处理及排泄胆红素的主要过程。
