Механізм утворення білірубіну в клітинах ретикуло-ендотеліальної системи виглядає наступним чином. Білірубін утворюється при розпаді гемоглобіну в клітинах ретикуло-ендотеліальної системи, особливо активно - в селезінці і в купферовских клітинах печінки.
У дорослої людини утворюється 250-350 мг білірубіну в добу. Білірубін слаборастворім в воді, в плазмі первинно з'являється в некон'югованій формі, пов'язаної з альбуміном (непрямий, вільний білірубін). Некон'югований білірубін не може проникнути через нирковий бар'єр.
У печінці відбувається перехід білірубіну на поверхню гепатоцитів. У клітинах печінки непрямий білірубін піддається ензиматичною кон'югації з глюкуроновою кислотою і перетворюється в білірубінмоно-і білірубінодіглюкоронід (кон'югований, прямий, зв'язаний білірубін).
Кон'югованих білірубін водорастворим, він надходить з жовчю в жовчний міхур або безпосередньо в кишечник. Тут білірубін втрачає глюкуронової кислоти і відновлюється до групи безбарвних тётрапольних сполук, які називаються уробіліногенов.
Частина уробіліногенов всмоктується в тонкій кишці і по системі ворітної вени знову потрапляє в печінку, де окислюється до діпірролов.
У товстій кишці білірубін жовчі під впливом нормальної кишкової флори перетворюється в Стеркобіліноген. У нижній ділянці товстої кишки основне кількість безбарвного стеркобилиногена окислюється в коричневий стеркобилин, який виділяється з калом. Незначна частина стеркобилиногена всмоктується в кров і через гемороїдальні вени і нижню порожнисту вену потрапляє в нирки і потім в сечу (за добу виділяється 1-4 мг стеркобилиногена). Уробилиноген в нормі в загальний кровотік не надходить і з сечею не виділяється.
Жовтяниця (пожовтіння) розвивається, якщо рівень білірубіну в плазмі крові перевищує порогове значення (приблизно 34 мкмоль / л, або 20 мг / л), і білірубін починає зв'язуватися еластичними волокнами шкіри і кон'юнктиви.