胆红素的代谢主要发生在肝脏，过程可以分为几个步骤。首先，血液中的未结合（间接）胆红素通过肝细胞膜上的特定转运蛋白进入肝细胞内部。这个阶段的胆红素是脂溶性的，不能直接排出体外。

一旦进入肝细胞内，未结合胆红素会被一种名为UDP-葡萄糖醛酸转移酶(UGT1A1)的酶催化，与葡萄糖醛酸分子发生结合反应，形成水溶性的结合（直接）胆红素。这个过程被称为胆红素的葡萄糖醛酸化。通过这种转化，原本脂溶性且毒性较大的未结合胆红素转变成了相对无毒、易于排出体外的形式。

接着，结合后的胆红素会与其它物质一起被排入到肝细胞内的毛细胆管中，随后进入更大的胆管系统，并最终随胆汁一起分泌至十二指肠。在肠道内，部分结合胆红素会被肠道菌群分解成尿胆原和粪胆原等产物，其中一部分尿胆原可被重吸收回血液并再次经肝脏处理后排出体外，其余的则随粪便排出。

这一系列过程对于维持体内胆红素水平的平衡至关重要，任何环节出现障碍都可能导致高胆红素血症的发生。例如，当UGT1A1酶活性不足时（如Gilbert综合症），会导致未结合胆红素在血液中积聚；而肝细胞损伤或胆道梗阻则会影响胆红素向胆汁的排泄，引起黄疸等症状。

对于临床助理医师来说，了解这一代谢过程有助于更好地诊断和治疗与胆红素代谢异常相关的疾病。