Tělo vnímá léky jako cizí chemické látky a snaží se jich zbavit. Metabolismus je proces chemické modifikace těchto léků, obvykle za účelem jejich lepší rozpustnosti ve vodě, aby se mohly vyloučit. Většinu práce vykonávají játra, která pomocí enzymů přidávají nebo odebírají chemické skupiny. Někdy metabolismus aktivuje lék, který byl podán v neaktivní formě. Někdy produkuje metabolit, který je toxický. Většinou lék jednoduše připravuje k eliminaci.

Rodina cytochromu P450 je nejdůležitější skupinou enzymů metabolizujících léky. Tyto enzymy zvládají velkou část léků na předpis. Genetické variace v těchto enzymech vysvětlují, proč někteří lidé metabolizují léky rychle a jiní pomalu. Pomalý metabolizátor může pociťovat silnější účinky standardní dávky, zatímco ultrarychlý metabolizátor může lék vyloučit dříve, než začne účinkovat. Lékové interakce často zahrnují inhibici nebo indukci enzymu P450 jedním lékem, čímž se mění metabolismus jiného léku. Například grapefruitová šťáva inhibuje CYP3A4, což může zvýšit hladiny statinů a dalších léků.

Fáze metabolismu:

• Fáze I. Oxidace, redukce a hydrolýza, často cytochromem P450.
• Fáze II. Konjugace s kyselinou glukuronovou, sulfátem nebo jinými skupinami pro zvýšení rozpustnosti.
• Aktivace proléčiva. Některé léky vyžadují metabolismus, aby se staly aktivními.
• Toxické metabolity. Některé léky produkují reaktivní metabolity, které mohou poškodit játra.

Metabolismus a vylučování společně určují, jak dlouho lék zůstává v těle.