**药物代谢，也称为生物转化，是身体对药物分子进行化学修饰以促进其消除的过程。**大多数药物在设计上都是亲脂性的，允许它们穿过细胞膜并到达目标。然而，身体已经进化出酶系统，可以将这些脂溶性化合物转化为水溶性更高的产物，可以通过尿液或胆汁排出体外。这种代谢转化通常会导致药理活性的丧失，尽管一些药物作为需要代谢激活的无活性前药施用。

第一阶段反应

第一相反应通过氧化、还原或水解引入或暴露药物分子上的官能团。这些反应通常会导致药物结构发生微小变化，并且通常仅导致水溶性的适度增加。最重要的 I 相酶是细胞色素 P450 (CYP) 家族，这是一大类主要位于肝内质网的含血红素蛋白。 CYP3A4 是人类肝脏和肠道中最丰富的异构体，代谢约 50% 的上市药物。其他重要的亚型包括 CYP2D6、CYP2C9、CYP2C19 和 CYP1A2。

CYP酶催化的氧化反应包括脂肪族和芳香族羟基化、N-脱烷基化、O-脱烷基化和磺氧化。还原反应可以通过 CYP 酶或其他系统（例如 NADPH-细胞色素 P450 还原酶）发生。酯键和酰胺键的水解是通过血浆和组织中的酯酶和酰胺酶进行的。

第二阶段反应

第二阶段反应，或缀合反应，涉及极性内源性分子与药物或其第一阶段代谢物的共价连接。所得缀合物通常较大、极性且无药理学活性，使其易于排泄。葡萄糖醛酸化是最常见的 II 期途径，由 二磷酸尿苷葡萄糖醛酸基转移酶 (UGT) 催化。其他第二阶段反应包括硫酸化、乙酰化、甲基化以及与谷胱甘肽或氨基酸的缀合。

II 期反应可能在 I 期代谢之后发生，或者如果药物已经拥有合适的官能团，则直接发生。当缀合物被肠道细菌水解时，一些缀合反应，特别是葡萄糖醛酸化，可以产生活性代谢物或经历肠肝再循环。

首过代谢

首过代谢是指药物到达体循环之前发生的药物代谢。对于口服药物，门静脉将吸收的药物直接输送到肝脏，在药物进入全身循环之前可以在肝脏中发生广泛的代谢。肠壁本身还含有 CYP3A4 和其他有助于系统前消除的酶。首过代谢会显着降低敏感药物的口服生物利用度，与静脉注射相比需要更大的口服剂量才能达到等效的血浆浓度。

酶的诱导和抑制

药物代谢酶受到诱导和抑制的调节。当药物刺激代谢酶的合成或减少代谢酶的降解，从而增加诱导剂本身和共同给药的药物的代谢速率时，就会发生酶诱导。例如，利福平是 CYP3A4 的有效诱导剂，可以降低口服避孕药、华法林和许多其他药物的血浆浓度，可能导致治疗失败。

酶抑制通常是一种更直接的现象，当一种药物竞争或不可逆地结合代谢酶，降低其活性时发生。 CYP 抑制剂的共同给药会导致底物药物的快速积累，从而导致毒性。葡萄柚汁含有呋喃香豆素，可不可逆地抑制肠道 CYP3A4，从而增加多种药物的生物利用度。

遗传多态性

药物代谢酶的遗传变异极大地导致了药物反应的个体差异。 CYP2D6 表现出特别明确的多态性，个体被分为弱代谢者、中度代谢者、强代谢者或超快代谢者。弱代谢者缺乏功能性酶活性，并且面临主要由 CYP2D6 消除的药物产生毒性的风险，而超快代谢者可能无法达到治疗浓度。同样，N-乙酰转移酶 2 的多态性产生了众所周知的慢速乙酰化剂和快速乙酰化剂之间的区别，从而影响异烟肼和其他药物的代谢。

药物代谢途径的研究对于了解药物清除、预测药物相互作用以及根据个体代谢能力进行个性化药物治疗至关重要。