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ヘム分解は、DNAや脂質を損傷させる有害な[[酸化ストレス]]を速やかに解消するための反応で、種の保存のために[[進化]]の過程で獲得されたものと考えられる。つまり、[[細胞]]が遊離したヘムにより発生した[[フリーラジカル]]にさらされるとヘムを分解代謝するヘムオキシゲナーゼ1が極めて速やかに導入されることとなる（下図参照）。その理由は、細胞は遊離ヘムによる酸化ストレスを迅速に解消するためにヘムを分解する能力を指数的に増加させなければならないからである。これは、遊離ヘムによる悪影響を迅速に回避するための細胞の自衛反応であろう。
[[ヘムオキシゲナーゼ]]は、[[赤血球]]に含まれる[[ヘモグロビン]]の構成物質である[[ヘム]]環のα-[[メチレン架橋]]で切断・開環して[[ビリベルジン]]を生成する。ビリベルジンは、引き続き[[ビリベルジンレダクターゼ]]により[[ビリルビン]]に変換される。
反応は、次のとおりである。
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