血紅素(heme)，血紅蛋白中的非蛋白質的鐵卟啉組分，亦見於其他呼吸色素及其他動、植物細胞，分子式為C34H33N4O4FeOH，色深紅，可溶於水。是原卟啉的亞鐵衍生物。廣義上是鐵原子與卟啉環上 4個吡咯基的配位螯合物。因螯合的鐵為二價(Fe2+)或三價(Fe3+)而區別為亞鐵血紅素（狹義的血紅素）和高鐵血紅素。
血紅素為血紅蛋白和某些氧化還原酶的輔基，參與生物體中氧的傳遞和氧化還原作用。衰老的紅細胞破壞後釋出血紅蛋白，當血紅蛋白被骨髓、脾、肝內的單核吞噬細胞清除分解後，成為脂溶性的游離膽紅素進入血液，附著於白蛋白被輸送至肝臟，在肝細胞內經一系列酶的作用，脂溶性的非結合膽紅素轉變為水溶性的結合膽紅素，即直接膽紅素，而游離膽紅素則為間接膽紅素。前者能自腎小球濾過，後者則不能。結合膽紅素通過毛細膽管排泄至膽道，經肝管和總膽管至十二指腸，在結腸內結合膽紅素被細菌還原成尿膽元和尿膽素，大部分尿膽元隨糞便排出，小部分在結腸內再吸收，經門靜脈而至肝臟，再轉變為膽紅素。再吸收的尿膽元中，有極小部分進入體循環由腎臟排泄。當血液內紅細胞破壞過多，肝臟負荷增加，肝細胞內運送、結合和排泄障礙，或肝外膽道阻塞，都可引起血內膽紅素濃度增高而出現黃疸。
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