Το σώμα αντιμετωπίζει τα φάρμακα ως ξένες χημικές ουσίες και προσπαθεί να τα αποβάλει. Ο μεταβολισμός είναι η διαδικασία χημικής τροποποίησης αυτών των φαρμάκων, συνήθως για να γίνουν πιο υδατοδιαλυτά, ώστε να μπορούν να αποβληθούν. Το ήπαρ κάνει το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας, χρησιμοποιώντας ένζυμα για την προσθήκη ή την αφαίρεση χημικών ομάδων. Μερικές φορές ο μεταβολισμός ενεργοποιεί ένα φάρμακο που χορηγήθηκε σε ανενεργή μορφή. Μερικές φορές παράγει έναν μεταβολίτη που είναι τοξικός. Τις περισσότερες φορές, απλώς προετοιμάζει το φάρμακο για αποβολή.

Η οικογένεια του κυτοχρώματος P450 είναι η πιο σημαντική ομάδα ενζύμων που μεταβολίζουν τα φάρμακα. Αυτά τα ένζυμα χειρίζονται ένα μεγάλο κλάσμα των συνταγογραφούμενων φαρμάκων. Οι γενετικές παραλλαγές σε αυτά τα ένζυμα εξηγούν γιατί ορισμένοι άνθρωποι μεταβολίζουν τα φάρμακα γρήγορα και άλλοι αργά. Ένας ασθενής μεταβολιστής μπορεί να βιώσει ισχυρότερες επιδράσεις από μια τυπική δόση, ενώ ένας υπερταχύς μεταβολιστής μπορεί να καθαρίσει το φάρμακο πριν αυτό μπορέσει να δράσει. Οι φαρμακευτικές αλληλεπιδράσεις συχνά περιλαμβάνουν ένα φάρμακο που αναστέλλει ή επάγει ένα ένζυμο P450, αλλάζοντας τον μεταβολισμό ενός άλλου φαρμάκου. Ο χυμός γκρέιπφρουτ αναστέλλει το CYP3A4, για παράδειγμα, το οποίο μπορεί να αυξήσει τα επίπεδα των στατινών και άλλων φαρμάκων.

Φάσεις μεταβολισμού:

• Φάση Ι. Οξείδωση, αναγωγή και υδρόλυση, συχνά από το κυτόχρωμα P450.
• Φάση II. Σύζευξη με γλυκουρονικό οξύ, θειικό άλας ή άλλες ομάδες για την αύξηση της διαλυτότητας.
• Ενεργοποίηση προφαρμάκων. Ορισμένα φάρμακα απαιτούν μεταβολισμό για να ενεργοποιηθούν.
• Τοξικοί μεταβολίτες. Ορισμένα φάρμακα παράγουν δραστικούς μεταβολίτες που μπορούν να βλάψουν το ήπαρ.

Ο μεταβολισμός και η απέκκριση καθορίζουν μαζί πόσο καιρό ένα φάρμακο παραμένει στο σώμα.