Läkemedelsmetabolism är kroppens sätt att omvandla läkemedel, så att de kan utsöndras från kroppen. Många läkemedel är inte aktiva förrän de har metaboliserats i kroppen av enzymer som omvandlar dem. De flesta läkemedel är lipofila, vilket innebär att de passerar genom membran för att nå sin målplats. I allmänhet kan de inte utsöndras i urinen av njurarna förrän de har fått funktionella grupper som gör dem lösliga i vatten. Det mesta av läkemedelsmetabolismen sker i levern, men alla vävnader är kapabla att utföra dessa reaktioner i någon grad.
De flesta läkemedel behandlas av kroppen som främmande ämnen, även känd som främlingsfientliga läkemedel. Människor har utvecklat ett komplext system för främlingsfientlig metabolism. Man tror att exponering för de många giftiga föreningarna i växter har underlättat utvecklingen av enzymsystem för att avgifta främmande ämnen. Ibland gör enzymerna dock en mellanprodukt giftigare än moderföreningen. Detta kan hända med några av föreningarna i cigarettrök.
Läkemedelsmetabolismen varierar beroende på många faktorer, inklusive kön, ålder och till och med bakterierna som lever i tarmkanalen. Genetisk variation kan i hög grad påverka metabolismen av vissa läkemedel. Till exempel finns det dåliga metaboliserare av kodein, och människor som metaboliserar det mycket snabbt. Detta kan påverka doseringen av läkemedlet. Människor som metaboliserar det dåligt kan vara benägna att överdosera även när de tar en låg dos, medan omfattande metaboliserare kan behöva en högre dos.
Det finns genetiska tester som kallas läkemedelsreaktionstestning som kontrollerar specifika leverenzymer som påverkar läkemedelsmetabolismen. Detta gör det möjligt för läkare att skräddarsy doseringen av särskilda läkemedel till en individ, baserat på personens läkemedelsmetabolism. Till exempel kan denna typ av test förutsäga en persons förmåga att metabolisera kodein.
Ett av problemen med att ta droger oralt är att en del kan utsöndras från kroppen utan att ens metaboliseras. För att undvika detta har forskare använt läkemedelsdesign för att utveckla prodrugs. Dessa är läkemedel som initialt är mindre aktiva eller inaktiva, men en gång i kroppen metaboliseras till en aktiv metabolit. De kan också riktas mot vissa typer av celler och förbli inaktiva tills de når dessa celler. Till exempel, genom att rikta in sig på specifika typer av cancerceller, kan patienter undvika några av biverkningarna av kemoterapi.
Läkemedelsmetabolismen består vanligtvis av två faser. Fas 1 innebär att en funktionell grupp introduceras på läkemedlet som gör det vattenlösligt. Ofta förmedlas denna reaktion av ett cytokrom P450-enzym som introducerar en syreatom på läkemedlet. Detta resulterar vanligtvis i att en OH-grupp läggs till molekylen. Människor har över 50 olika cytokrom P450, med många olika specificiteter.
Fas 2-metabolism består av att tillsätta en förening som gör att mellanprodukten utsöndras av njurarna. Detta steg kallas konjugering. Ofta innebär det att tillsätta glukuronsyra eller sulfat till molekylen. Detta ökar dess löslighet i vatten, så att det kan utsöndras från kroppen.
Metabolismen av ett läkemedel kan ofta orsaka en interaktion med ett annat. Närvaron av ett läkemedel kan inducera en högre koncentration av vissa cytokrom P450s som sedan kan metabolisera andra läkemedel i kroppen. Detta leder till sänkta koncentrationer av de andra läkemedlen. En annan möjlighet är att läkemedlet direkt kan hämma den cytokrom P450-medierade metabolismen av ett alternativt läkemedel, vilket leder till för höga nivåer i kroppen.
Naturliga föreningar kan också ha sådana effekter. Ett klassiskt exempel är grapefrukt, som innehåller en förening som hämmar metabolismen av många läkemedel. Många människor som tar receptbelagda läkemedel, särskilt statiner, undviker att konsumera grapefrukt eller dess juice av denna anledning. Naturläkemedlet johannesört hämmar också ett antal cytokrom P450.