گلبولهای قرمز بعد از پایان عمر 120روزة خود، در سیستم رتیکولواندوتلیال (عمدتاً در طحال و پس از آن در کبد و مغز استخوان) و توسط ماکروفاژهای این ارگانها از بین می روند. در این زمان مولکول هموگلوبین نیز شکسته شده و به هِم و گلوبین تبدیل می شود. زنجیره های پروتئینی گلوبین توسط آنزیمهای مخصوصی شکسته شده و تبدیل به اسیدهای آمینه می شوند که می توانند در سایر قسمتهای بدن استفاده شوند. آهن موجود در هِم نیز جدا شده و پس از آن تبدیل به آهن سه ظرفیتی شده و بصورت فریتین یا هموسیدرین ذخیره می شود و یا در صورت لزوم مجدداً جهت سنتز هِم بکار می رود. بقیة مولکول هِم (یعنی حلقة پروتوپورفیرین) برای بدن قابل استفاده نمی باشد.
حلقة پورفیرین توسط آنزیم Heme Oxidase موجود در ماکروفاژها شکسته شده، ابتدا به مادة سبز رنگ Biliverdin و سپس به مادة زرد رنگ Bilirubin تبدیل می شود. بیلی روبین حاصل در آب نامحلول است و به آن بیلی روبین غیر مستقیم یا غیر کونژوگه می گویند. لذا جهت انتقال در پلاسما به مولکول آلبومین متصل شده تا به صورت محلول درآید. کمپلکس بیلی روبین- آلبومین درشت بوده نمی تواند از طریق ادرار دفع شود. این کمپلکس توسط سلولهای کبدی برداشت شده، آلبومین آن جدا می شود و با اسید گلوکورونیک ترکیب می شود. کمپلکس بیلی روبین- اسید گلوکورونیک را بیلی روبین مستقیم یا کونژوگه می نامند که محلول در آب می باشد و چنانچه در خون موجود باشد از گلومرولهای کلیه فیلتر شده و در ادرار دیده می شود.
بیلی روبین مستقیم در کبد به داخل مایع صفرا ترشح شده و از طریق صفرا وارد روده می شود. در ایلئوم انتهایی و در ابتدای روده بزرگ، باکتریهای موجود در این نواحی آنزیم بتا گلوکورونیداز را ترشح می کنند که ابتدا اسید گلوکورونیکِ بیلی روبین را برداشته و سپس به ترکیبی بنام اوروبیلینوژن تبدیل می کند. 90% اوروبیلینوژن اکسید شده و تبدیل به اوروبیلین می گردد که مسئول رنگ مدفوع می باشد و با مدفوع دفع می شود. 10% اوروبیلینوژن با جذب روده ای و از طریق ورید باب به کبد می رسد و مجدداً از طریق صفرا به روده ترشح می شود و چرخة روده ای کبدی اوروبیلینوژن را تشکیل می دهد. بخش بسیار کمی از اوروبیلینوژن از طریق خون به کلیه ها رسیده و در ادرار دفع می شود. بنابراین در فرد نرمال بیلی روبین خون معمولاً از نوع غیر مستقیم بوده، در ادرار بیلی روبین وجود ندارد اما اوروبیلینوژن آن به طور ضعیف مثبت است. در آنمی های همولیتیک که لیز گلبولهای قرمز افزایش می یابد، بیلی روبین غیر مستقیم خون افزایش دارد، بیلی روبین ادرار منفی است و اوروبیلینوژن ادرار افزایش دارد.
اگر همولیز داخل عروقی باشد، میزان هموگلوبین آزاد خون بالا می رود و لذا ماده ای پروتئینی بنام هاپتوگلوبین (که یکα2 گلوبین است) به هموگلوبین متصل شده و آنرا به طرف کبد می برد تا منهدم شود. بنابراین در کمخونی های همولیتیک داخل عروقی، میزان هاپتوگلوبین کاهش می یابد. اگر همولیز داخل عروقی وسیع باشد، یعنی از ظرفیت هاپتوگلوبین بیشتر باشد، این هموگلوبین از طریق ادرار دفع شده و موجب سیاه شدن ادرار می شود. نمونة این حالت در بیماری تب پیشاب سیاه که بر اثر پلاسمودیوم فالسیپاروم بوجود میآید، دیده می شود.
البته احتمال دارد که هموگلوبین اضافی در خون به هِم و گلوبین تجزیه شود که در این صورت هِم با یک ماده پروتئینی بنام هموپکسین (که یکβ1 گلوبولین است) ترکیب شده و به کبد می رود تا منهدم شود. اگر ظرفیت هموپکسین هم پر شود، مازاد هِم به آلبومین متصل می گردد و تولید Methemalbumin می نماید که به کبد حمل می شود.