Organismul tratează medicamentele ca pe substanțe chimice străine și încearcă să scape de ele. Metabolismul este procesul de modificare chimică a acestor medicamente, de obicei pentru a le face mai solubile în apă, astfel încât să poată fi excretate. Ficatul face cea mai mare parte a muncii, folosind enzime pentru a adăuga sau elimina grupuri chimice. Uneori, metabolismul activează un medicament care a fost administrat într-o formă inactivă. Alteori produce un metabolit care este toxic. De cele mai multe ori, pur și simplu pregătește medicamentul pentru eliminare.

Familia citocromului P450 este cel mai important grup de enzime care metabolizează medicamentele. Aceste enzime gestionează o mare parte din medicamentele eliberate pe bază de rețetă. Variațiile genetice ale acestor enzime explică de ce unele persoane metabolizează medicamentele rapid, iar altele lent. Un metabolizator slab poate experimenta efecte mai puternice de la o doză standard, în timp ce un metabolizator ultrarapid poate elimina medicamentul înainte ca acesta să poată acționa. Interacțiunile medicamentoase implică adesea inhibarea sau inducerea unei enzime P450 de către un medicament, modificând metabolismul unui alt medicament. Sucul de grapefruit inhibă CYP3A4, de exemplu, ceea ce poate crește nivelurile de statine și alte medicamente.

Fazele metabolice:

• Faza I. Oxidare, reducere și hidroliză, adesea sub acțiunea citocromului P450.
• Faza II. Conjugare cu acid glucuronic, sulfat sau alte grupări pentru creșterea solubilității.
• Activarea promedicamentului. Unele medicamente necesită metabolism pentru a deveni active.
• Metaboliți toxici. Unele medicamente produc metaboliți reactivi care pot afecta ficatul.

Metabolismul și excreția determină împreună cât timp rămâne un medicament în organism.