Организм воспринимает лекарства как чужеродные химические вещества и пытается от них избавиться. Метаболизм — это процесс химической модификации этих лекарств, обычно для повышения их водорастворимости, чтобы они могли быть выведены из организма. Большую часть работы выполняет печень, используя ферменты для добавления или удаления химических групп. Иногда метаболизм активирует лекарство, которое было введено в неактивной форме. Иногда он производит токсичный метаболит. В большинстве случаев он просто подготавливает лекарство к выведению.

Семейство цитохромов P450 является наиболее важной группой ферментов, метаболизирующих лекарственные препараты. Эти ферменты обрабатывают значительную часть рецептурных лекарств. Генетические вариации этих ферментов объясняют, почему одни люди метаболизируют лекарства быстро, а другие медленно. Человек с замедленным метаболизмом может испытывать более сильное действие от стандартной дозы, в то время как человек со сверхбыстрым метаболизмом может вывести препарат до того, как он начнет действовать. Лекарственные взаимодействия часто связаны с тем, что один препарат ингибирует или индуцирует фермент P450, изменяя метаболизм другого препарата. Например, грейпфрутовый сок ингибирует CYP3A4, что может повышать уровень статинов и других лекарств.

Фазы метаболизма:

• Фаза I. Окисление, восстановление и гидролиз, часто с помощью цитохрома P450.
• Фаза II. Конъюгация с глюкуроновой кислотой, сульфатом или другими группами для повышения растворимости.
• Активация пролекарства. Некоторым лекарствам для активации необходим метаболизм.
• Токсичные метаболиты. Некоторые лекарства образуют реактивные метаболиты, которые могут повредить печень.

Метаболизм и выведение совместно определяют, как долго лекарственное средство остается в организме.