El cuerpo trata los fármacos como sustancias químicas extrañas e intenta eliminarlos. El metabolismo es el proceso de modificación química de estos fármacos, generalmente para hacerlos más solubles en agua y facilitar su excreción. El hígado realiza la mayor parte del trabajo, utilizando enzimas para añadir o eliminar grupos químicos. A veces, el metabolismo activa un fármaco que se administró en forma inactiva. Otras veces, produce un metabolito tóxico. La mayoría de las veces, simplemente prepara el fármaco para su eliminación.

La familia del citocromo P450 es el grupo más importante de enzimas metabolizadoras de fármacos. Estas enzimas procesan una gran parte de los medicamentos recetados. Las variaciones genéticas en estas enzimas explican por qué algunas personas metabolizan los fármacos rápidamente y otras lentamente. Un metabolizador lento puede experimentar efectos más intensos con una dosis estándar, mientras que un metabolizador ultrarrápido puede eliminar el fármaco antes de que pueda hacer efecto. Las interacciones farmacológicas suelen implicar que un fármaco inhiba o induzca una enzima P450, alterando el metabolismo de otro fármaco. El jugo de toronja, por ejemplo, inhibe la CYP3A4, lo que puede elevar los niveles de estatinas y otros fármacos.

Fases del metabolismo:

• Fase I. Oxidación, reducción e hidrólisis, a menudo por el citocromo P450.
• Fase II. Conjugación con ácido glucurónico, sulfato u otros grupos para aumentar la solubilidad.
• Activación del profármaco. Algunos fármacos requieren metabolismo para volverse activos.
• Metabolitos tóxicos. Algunos fármacos producen metabolitos reactivos que pueden dañar el hígado.

El metabolismo y la excreción determinan conjuntamente cuánto tiempo permanece un fármaco en el organismo.