血紅素氧合酶(Heme Oxygenase，HO)是血紅素降解的限速酶，能將血紅素轉變為膽綠素，CO和鐵，膽綠素隨即被還原為膽紅素，己知HO有3種同工酶，HO-1，HO-2，HO-3。HO-2和HO-3呈組成型大量表達，它們可能為正常細胞內的血紅素結合而分別發揮其功能。而HO-1屬誘導型，廣泛分布于哺乳動物多種組織細胞中；HO-1可由多種刺激因子誘導表達，如氧化應激、熱休克、紫外線照射、缺血再灌注、重金屬、細菌脂多糖、細胞因子和NO及其底物血紅素等。最近的研究重點己集中在此酶促反應產物(膽綠素，CO和鐵)的生物學效應上，它們具有抗氧化、抗炎、抗凋亡、信號傳導和免疫調節及抑制黏附分子表達活性等作用。
HO-1對各種刺激的強大適應性反應表明其可能在阻止炎癥反應和氧化性組織損傷中具有重要的作用。膽綠素，作為HO-1酶促反應產物之一，屬于三甲川膽色素的一種膽汁色素，為深綠色的色素體，是膽紅素的前體，只存在于鳥類、兩棲動物或食草動物的膽汁中、正常人的膽汁及血清中不存在。近年來，在其他疾病動物實驗中己有許多關于膽綠素與HO-1相關性的研究，但其結果各不相同。有的研究發現膽綠素能夠反作用于HO-1，通過負反饋調節抑制HO-1的表達生成，但也有研究發現它對HO-1的表達變并沒有顯著影響。大量研究證實HO-1對腦缺血再灌注損傷具有抗氧化，抗炎，抗調亡的神經保護效應同時，越來越多的動物實驗研究表明膽綠素具有強效的抗炎作用，它不僅能抑制由脂多糖誘導所致的炎癥反應，保護大鼠的急性肺損傷，也能通過減少炎癥介質的生成和釋放抑制腺毒血癥的惡化發展，還能抑制巨噬細胞內Toll樣受體-4的表達和炎癥因子的生成而產生強效的抗炎作用。另外，外源性給予膽綠素能下調黏附分子的表達而抑制白細胞的聚集，從而減少細胞因子和趨化因子的生成或者抑制促炎蛋白如環氧合酶-2和細胞色素P450等的生成，最終抑制炎癥反應。
近年來，膽綠素應用于各種疾病的保護，如血管損傷，器官移植的報道越來越多，其作用機制主要是與抗炎效應相關。它在許多疾病發生發展過程中能發揮抗炎作用，通過抑制炎癥反應來減緩或改善疾病的惡化發展或預后，但其應用于腦缺血再灌注損傷的保護研究幾乎沒有報道。