Ο μεταβολισμός των φαρμάκων είναι ο τρόπος του σώματος να μεταμορφώνει τα φάρμακα, έτσι ώστε να μπορούν να απεκκριθούν από το σώμα. Πολλά φάρμακα δεν είναι ενεργά έως ότου μεταβολιστούν στον οργανισμό από ένζυμα που τα μεταμορφώνουν. Τα περισσότερα φάρμακα είναι λιπόφιλα, που σημαίνει ότι περνούν από μεμβράνες για να φτάσουν στο σημείο στόχο τους. Γενικά, δεν μπορούν να απεκκριθούν στα ούρα από τα νεφρά μέχρι να έχουν εισαχθεί σε αυτά λειτουργικές ομάδες που τα καθιστούν διαλυτά στο νερό. Το μεγαλύτερο μέρος του μεταβολισμού του φαρμάκου λαμβάνει χώρα στο ήπαρ, αλλά όλοι οι ιστοί είναι ικανοί να πραγματοποιήσουν αυτές τις αντιδράσεις σε κάποιο βαθμό.
Τα περισσότερα φάρμακα αντιμετωπίζονται από τον οργανισμό σαν ξένες ουσίες, γνωστές και ως ξενοβιοτικά. Οι άνθρωποι έχουν εξελίξει ένα πολύπλοκο σύστημα ξενοβιοτικού μεταβολισμού. Θεωρείται ότι η έκθεση στις πολλές τοξικές ενώσεις των φυτών έχει διευκολύνει την ανάπτυξη ενζυμικών συστημάτων για την αποτοξίνωση ξένων ουσιών. Περιστασιακά, όμως, τα ένζυμα κάνουν ένα ενδιάμεσο πιο τοξικό από τη μητρική ένωση. Αυτό μπορεί να συμβεί με ορισμένες από τις ενώσεις του καπνού του τσιγάρου.
Ο μεταβολισμός των φαρμάκων ποικίλλει ανάλογα με πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του φύλου, της ηλικίας, ακόμη και των βακτηρίων που ζουν στον εντερικό σωλήνα. Η γενετική παραλλαγή μπορεί να επηρεάσει σε μεγάλο βαθμό τον μεταβολισμό ορισμένων φαρμάκων. Για παράδειγμα, υπάρχουν φτωχοί μεταβολιστές της κωδεΐνης και άνθρωποι που τη μεταβολίζουν πολύ γρήγορα. Αυτό μπορεί να επηρεάσει τη δοσολογία του φαρμάκου. Τα άτομα που το μεταβολίζουν ανεπαρκώς μπορεί να είναι επιρρεπή σε υπερδοσολογία ακόμη και όταν λαμβάνουν χαμηλή δόση, ενώ οι εκτεταμένοι μεταβολιστές μπορεί να χρειάζονται υψηλότερη δόση.
Υπάρχουν γενετικές δοκιμές που ονομάζονται τεστ αντίδρασης φαρμάκων που ελέγχει για συγκεκριμένα ηπατικά ένζυμα που επηρεάζουν το μεταβολισμό του φαρμάκου. Αυτό επιτρέπει στους γιατρούς να προσαρμόζουν τη δοσολογία συγκεκριμένων φαρμάκων σε ένα άτομο, με βάση τον μεταβολισμό των φαρμάκων του ατόμου. Για παράδειγμα, αυτό το είδος δοκιμής μπορεί να προβλέψει την ικανότητα ενός ατόμου να μεταβολίζει την κωδεΐνη.
Ένα από τα προβλήματα με τη λήψη φαρμάκων από το στόμα είναι ότι ορισμένα μπορούν να απεκκριθούν από το σώμα χωρίς καν να μεταβολιστούν. Για να αποφευχθεί αυτό, οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει το σχεδιασμό φαρμάκων για την ανάπτυξη προφαρμάκων. Πρόκειται για φάρμακα που αρχικά είναι λιγότερο ενεργά ή ανενεργά, αλλά μόλις εισέλθουν στον οργανισμό μεταβολίζονται σε ενεργό μεταβολίτη. Επίσης, μπορούν να στοχευθούν σε συγκεκριμένους τύπους κυττάρων, παραμένοντας ανενεργά μέχρι να φτάσουν σε αυτά τα κύτταρα. Για παράδειγμα, στοχεύοντας συγκεκριμένους τύπους καρκινικών κυττάρων, οι ασθενείς μπορούν να αποφύγουν ορισμένες από τις παρενέργειες της χημειοθεραπείας.
Ο μεταβολισμός των φαρμάκων συνήθως αποτελείται από δύο φάσεις. Η Φάση 1 περιλαμβάνει την εισαγωγή μιας λειτουργικής ομάδας στο φάρμακο που το καθιστά υδατοδιαλυτό. Συχνά, αυτή η αντίδραση προκαλείται από ένα ένζυμο του κυτοχρώματος P450 που εισάγει ένα άτομο οξυγόνου στο φάρμακο. Αυτό συνήθως έχει ως αποτέλεσμα την προσθήκη μιας ομάδας ΟΗ στο μόριο. Οι άνθρωποι έχουν πάνω από 50 διαφορετικά κυτόχρωμα P450, με πολλές διαφορετικές ειδικότητες.
Ο μεταβολισμός της φάσης 2 συνίσταται στην προσθήκη μιας ένωσης που θα επιτρέψει στο ενδιάμεσο να απεκκριθεί από τα νεφρά. Αυτό το βήμα ονομάζεται σύζευξη. Συχνά, περιλαμβάνει την προσθήκη γλυκουρονικού οξέος ή θειικού άλατος στο μόριο. Αυτό αυξάνει τη διαλυτότητά του στο νερό, ώστε να μπορεί να απεκκριθεί από το σώμα.
Ο μεταβολισμός ενός φαρμάκου μπορεί συχνά να προκαλέσει αλληλεπίδραση με ένα άλλο. Η παρουσία ενός φαρμάκου μπορεί να προκαλέσει μεγαλύτερη συγκέντρωση συγκεκριμένου κυτοχρώματος P450 που μπορεί στη συνέχεια να μεταβολίσει άλλα φάρμακα στο σώμα. Αυτό οδηγεί σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις των άλλων φαρμάκων. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι το φάρμακο μπορεί να αναστείλει άμεσα τον μεταβολισμό που προκαλείται από το κυτόχρωμα P450 ενός εναλλακτικού φαρμάκου, οδηγώντας σε υπερβολικά επίπεδα στο σώμα.
Οι φυσικές ενώσεις μπορεί επίσης να έχουν τέτοια αποτελέσματα. Κλασικό παράδειγμα είναι το γκρέιπφρουτ, το οποίο περιέχει μια ένωση που αναστέλλει τον μεταβολισμό πολλών φαρμάκων. Πολλοί άνθρωποι που λαμβάνουν συνταγογραφούμενα φάρμακα, ειδικά στατίνες, αποφεύγουν να καταναλώνουν γκρέιπφρουτ ή χυμό του για αυτόν τον λόγο. Το φυτικό φάρμακο Saint John’s wort αναστέλλει επίσης μια σειρά από κυτόχρωμα P450.