含血紅素蛋白的代謝在哺乳動物中需要：
① 對卟啉環剪切產生的疏水性產物進行處理；
② 所含鐵的保留和動用，使其重新被利用。紅細胞的生存周期大約為120天，衰老細胞通過膜的改變被識別，并被血管外的網狀內皮系統吞噬。珠蛋白鏈變性后，將血紅素釋放于細胞質中；珠蛋白被降解為其組成的氨基酸，重新被利用以滿足一般代謝的需要。
如圖1描述了血紅素代謝的過程。血紅素主要通過網狀內皮細胞中的內質網內的酶降解，這一過程需要氧分子和NADPH參與。血紅素加氧酶（heme oxygenase）有兩個異構體，I型是底物誘導型，Ⅱ型是組成型。該酶催化一個亞甲基橋的剪切，這個亞甲基橋連接包含乙烯基取代基的兩個吡咯基團。
一個亞甲基碳轉變為一氧化碳，這是人體內一氧化碳（carbon monoxide）唯一的內生性來源。一部分一氧化碳通過呼吸道釋放，因此，通過測定呼出的一氧化碳可作為衡量個體血紅素降解情況的指標。一氧化碳中的氧和新生衍生性內酰胺環中的氧均完全來源于氧分子。通過化學計量，每剪切一個環，反應需要3mol氧。血紅素加氧酶只能以血紅素作為底物，鐵可能參與了剪切反應。因此，自由原卟啉Ⅸ不是其底物。線性四吡咯膽綠素Ⅸ（biliverdinⅨ）通過血紅素加氧酶形成。膽綠素Ⅸ被膽綠素還原酶（biliverdin reductase）還原為膽紅素Ⅸ。