Lääkkeiden aineenvaihdunta on kehon tapa muuttaa lääkkeitä, joten ne voivat erittyä kehosta. Monet lääkkeet eivät ole aktiivisia, ennen kuin ne ovat metaboloituneet kehossa entsyymeillä, jotka muuttavat niitä. Useimmat lääkkeet ovat lipofiilisiä, eli ne kulkevat kalvojen läpi päästäkseen kohdepaikkaansa. Yleensä ne eivät voi erittyä virtsaan munuaisten kautta, ennen kuin niihin on lisätty funktionaalisia ryhmiä, jotka tekevät niistä liukoisia veteen. Suurin osa lääkkeiden aineenvaihdunnasta tapahtuu maksassa, mutta kaikki kudokset kykenevät suorittamaan nämä reaktiot jossain määrin.
Useimpia lääkkeitä elimistö käsittelee kuin vieraita aineita, jotka tunnetaan myös nimellä ksenobiootit. Ihmiset ovat kehittäneet monimutkaisen järjestelmän ksenobioottiseen aineenvaihduntaan. Uskotaan, että altistuminen kasvien monille myrkyllisille yhdisteille on helpottanut entsyymijärjestelmien kehittämistä vieraiden aineiden detoksifioimiseksi. Joskus kuitenkin entsyymit tekevät välituotteesta myrkyllisempää kuin kantayhdiste. Tämä voi tapahtua joidenkin tupakansavun yhdisteiden kanssa.
Lääkkeiden aineenvaihdunta vaihtelee monien tekijöiden mukaan, mukaan lukien sukupuoli, ikä ja jopa suolistossa elävät bakteerit. Geneettinen vaihtelu voi vaikuttaa suuresti joidenkin lääkkeiden aineenvaihduntaan. Esimerkiksi kodeiinilla on huonoja metaboloijia ja ihmisiä, jotka metaboloivat sen hyvin nopeasti. Tämä voi vaikuttaa lääkkeen annosteluun. Ihmiset, jotka metaboloivat sitä heikosti, voivat olla alttiita yliannostukseen, vaikka he ottavat pienen annoksen, kun taas laajat metaboloijat saattavat tarvita suuremman annoksen.
On olemassa geneettisiä testejä, joita kutsutaan lääkereaktiotestauksiksi, joilla tarkistetaan tiettyjä maksaentsyymejä, jotka vaikuttavat lääkkeiden aineenvaihduntaan. Tämän avulla lääkärit voivat räätälöidä tiettyjen lääkkeiden annoksen yksilölle henkilön lääkkeiden aineenvaihdunnan perusteella. Tämäntyyppinen testi voi esimerkiksi ennustaa henkilön kyvyn metaboloida kodeiinia.
Yksi huumeiden suun kautta ottamisen ongelmista on se, että jotkut voivat erittyä elimistöstä edes metaboloitumatta. Tämän välttämiseksi tutkijat ovat hyödyntäneet lääkemuotoilua aihiolääkkeiden kehittämiseen. Nämä ovat lääkkeitä, jotka ovat aluksi vähemmän aktiivisia tai inaktiivisia, mutta kerran elimistössä metaboloituvat aktiiviseksi metaboliitiksi. Ne voidaan myös kohdistaa tietyntyyppisiin soluihin ja pysyä passiivisina, kunnes ne saavuttavat nämä solut. Esimerkiksi kohdistamalla tietyntyyppisiin syöpäsoluihin potilaat voivat välttää joitakin kemoterapian sivuvaikutuksia.
Lääkkeiden aineenvaihdunta koostuu yleensä kahdesta vaiheesta. Vaihe 1 sisältää funktionaalisen ryhmän lisäämisen lääkkeeseen, joka tekee siitä vesiliukoisen. Usein tämä reaktio välitetään sytokromi P450 -entsyymillä, joka tuo happiatomin lääkkeeseen. Tämä johtaa yleensä OH -ryhmän lisäämiseen molekyyliin. Ihmisillä on yli 50 erilaista sytokromi P450: tä, joilla on monia erilaisia spesifisyyksiä.
Vaiheen 2 aineenvaihdunta koostuu yhdisteen lisäämisestä, joka sallii välituotteen erittymisen munuaisten kautta. Tätä vaihetta kutsutaan konjugaatioksi. Usein siihen liittyy glukuronihapon tai sulfaatin lisääminen molekyyliin. Tämä lisää sen liukoisuutta veteen, jotta se voi erittyä kehosta.
Yhden lääkkeen aineenvaihdunta voi usein aiheuttaa vuorovaikutuksen toisen kanssa. Lääkkeen läsnäolo voi saada aikaan suuremman tietyn sytokromi P450: n pitoisuuden, joka voi sitten metaboloida muita lääkkeitä kehossa. Tämä johtaa muiden lääkkeiden pitoisuuksien alenemiseen. Toinen mahdollisuus on, että lääke voi suoraan estää vaihtoehtoisen lääkkeen sytokromi P450 -välitteisen aineenvaihdunnan, mikä johtaa liiallisiin pitoisuuksiin kehossa.
Luonnollisilla yhdisteillä voi myös olla tällaisia vaikutuksia. Klassinen esimerkki on greippi, joka sisältää yhdistettä, joka estää monien lääkkeiden aineenvaihduntaa. Monet ihmiset, jotka käyttävät reseptilääkkeitä, erityisesti statiineja, välttävät greipin tai sen mehun kulutusta tästä syystä. Myös mäkikuismainen yrttilääke estää useita sytokromi P450 -soluja.