發(fā)病與膽紅素化學(xué)特性有關(guān)。
未與白蛋白聯(lián)結(jié)的未結(jié)合膽紅素呈游離狀態(tài)，分子量小，能通過血腦屏障(blood brain barrier,BBB)，進(jìn)入腦細(xì)胞后可使腦細(xì)胞內(nèi)的線粒體氧化磷酸化的偶聯(lián)作用脫節(jié)，即解偶聯(lián)作用。因此腦細(xì)胞的能量產(chǎn)生受到抑制，使腦細(xì)胞受損。Mirra等姉BBB的通透性隨血清膽紅素增高而增加，膽紅素可能降低細(xì)胞表面張力及對腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞壁的毒性作用，使BBB通透性增加。
與白蛋白聯(lián)結(jié)的未結(jié)合膽紅素、是脂溶血性的白蛋白復(fù)合體，分子量大，不能通過BBB和細(xì)胞膜，但近年認(rèn)為在缺氧、感染、脫水、低血糖、酸中毒及高張輸液等的影響下，BBB可暫時開放，使大分子與白蛋白聯(lián)結(jié)的未結(jié)合膽紅素也能進(jìn)入腦組織，累及較廣泛的部位。當(dāng)血液中有仙陰離子增高或pH下降時，也可成為游離膽紅素而透過細(xì)胞膜，進(jìn)入含有豐富磷脂的神經(jīng)細(xì)胞形成膽紅素腦病。
與肝細(xì)胞內(nèi)的葡萄糖醛酸結(jié)合成為結(jié)合膽紅素是水溶性的，能通過肝、腎排泄、不引起膽紅素腦病。
膽紅素腦病幾乎僅發(fā)生于新生兒時期，主要由于下列因素：
1、酶系統(tǒng)不成熟 肝細(xì)胞不能有效地將未結(jié)合膽紅素結(jié)合成結(jié)合膽紅素。
2、嚴(yán)重的高膽紅素血癥 較多見，如新生兒溶血病，先天性非溶血性黃疸(克一納氏綜合征)，以及藥物中毒(維生素K3)等，均可使未結(jié)合膽紅素增高。
3、血腦屏障功能較差 未結(jié)合膽紅素易于通過而與腦組織結(jié)合，早產(chǎn)兒更差，各種感染、窒息缺氧因素可影響B(tài)BB柵欄作用的完整性。
4、血漿白蛋白含量較低 附著未結(jié)合膽紅素的能力有限。
5、酸中毒 新生兒患病易發(fā)生酸中毒，可促使BBB開放，使細(xì)胞攝取紅素增加。
6、奪取白蛋白聯(lián)結(jié)使膽紅素游離 外耕牛性有磺胺異噁唑、水楊酸鹽、苯甲酸鈉、新生霉素，先鋒霉素、新型青霉素Ⅱ、消炎痛等，內(nèi)源性有正鐵血紅素、膽酸和饑餓、低血糖或寒冷刺激時體內(nèi)游離脂肪酸增高等。
