直接膽紅素是經肝細胞代謝后生成,經膽道系統隨膽汁一起排泄,由于各種原因引起肝內阻塞及肝外阻塞,使膽汁排泄途徑受阻或排泄不暢,致使持膽汁淤積,肝膽管的內壓逐漸升高,導致毛細血管、膽管破裂,直接膽紅素經淋巴間隙和血道進入血液循環,使血中直接膽紅素升高。可以服用消膽胺或利膽藥物治療。
人體內的膽紅素大部分是來自衰老紅細胞裂解而釋放出的血紅蛋白,包括間接膽紅素和直接膽紅素。間接膽紅素通過血液運至肝臟,通過肝細胞的作用,生成直接膽紅素,膽紅素增高見于疾病患者、急性黃疸型肝炎、急性黃色肝壞死、慢性活動性肝炎、肝硬化等等。