新生兒患病易發生酸中毒，可促使BBB開放，使細胞攝取紅素增加，形成膽紅素腦病。
出生早期膽紅素產生過多，新生兒肝臟未成熟，處理膽紅素的能力有限。使得血清未結合膽紅素過多，透過血腦屏障，形成膽紅素腦病。
肝細胞不能有效地將未結合膽紅素結合成結合膽紅素。未結合膽紅素易於通過而與腦組織結合，早產兒更差，各種感染、窒息缺氧因素可影響BBB柵欄作用的完整性。
新生兒出生早期血腦屏障發育未成熟，在一些病理情況下，血腦屏障的通透性增加，遊離膽紅素更容易通過血腦屏障，形成膽紅素腦病。
血漿白蛋白含量較低
血漿白蛋白水平低下時，使遊離膽紅素增加，膽紅素更易透過血腦屏障，形成膽紅素腦病。
較多見，如新生兒溶血病，先天性非溶血性黃疸（克一納氏綜合徵），以及藥物中毒（維生素K3）等，均可使未結合膽紅素增高。
外耕牛性有磺胺異噁唑、水楊酸鹽、苯甲酸鈉、新生黴素，先鋒黴素、新型青黴素Ⅱ、消炎痛等，內源性有正鐵血紅素、膽酸和飢餓、低血糖或寒冷刺激時體內遊離脂肪酸增高等。
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