药物进入机体后，一方面药物对机体产生了诸多生理药理作用，即对疾病产生治疗作用；另一方面对机体来讲药物是一种外来的化学物质，机体组织在长期的进化过程中发展出了一定的自我保护能力，能对外源性物质包括药物进行化学处理，使其易于排出体外，这就是药物的代谢。药物代谢是指药物分子（通常是非极性分子）被机体组织吸收后，在机体酶的作用下发生的一系列化学反应，再通过人体的正常系统排泄至体外的过程，所以又称为生物转化（Biotransformation）。除化学惰性的全身麻醉药和强离解性化合物不在体内发生代谢转化外，几乎所有药物都在体内变化。

一般来说，机体是个比较稳定的系统，对内源性的物质可经过专一性的酶进行代谢。而药物作为外源性物质，由于种类繁多，化学结构多样性，体内代谢涉及的酶系统十分复杂，药物代谢的化学变化呈现纷繁的状态。通常将药物的代谢分成两个连续的生物转化反应步骤，称为第Ⅰ相反应和第Ⅱ相反应（图23-1）。第Ⅰ相反应也称为药物的官能团化反应，是指药物在体内各种酶的催化下所进行的氧化、还原、水解、羟基化等化学反应，结果使药物分子中引入或转化成某些极性较大的官能团，如羟基、羧基、巯基和氨基等，代谢产物的极性增大。第Ⅱ相反应又称为结合反应，是指药物原型或经过官能团化反应后的代谢产物在酶的作用下，一些极性基团与内源性的水溶性小分子，如葡萄糖醛酸、硫酸、甘氨酸或谷胱甘肽等，以酯、酰胺或苷的方式经共价键结合，生成极性大、易溶于水结合物，通过肾脏经尿排出体外。

正常情况下，Ⅰ相和Ⅱ相生物转化反应的最终结果是使有效药物转变为低效或无效的代谢物，但也有些代谢反应使药物转变成毒副作用较高的产物，或通过代谢将无效结构转变成有效结构。还有一些代谢产物具有很高的反应活性，能与机体的蛋白质形成加合物、使酶不可逆失活或与DNA共价结合，引起毒副作用或致癌、致突变作用。Ⅰ相反应的代谢产物通常具有生物活性，而Ⅱ相反应的代谢产物有活性的则不多。一些药物经第Ⅰ相官能团化反应后，无需进行第Ⅱ相的结合反应，即能排出体外。因此，第Ⅰ相生物转化反应对药物在体内的活性影响更大。

图23-1　药物代谢的两相反应

大部分的药物代谢都发生在肝脏，也可在肾脏、肺和胃肠道发生，另外，其他多种组织如脑、皮肤、小肠黏膜也具有代谢药物的能力，这主要与相关的酶的分布和血流量有关。当药物口服从胃肠道吸收进入血液后，首先要通过肝脏，才能分布到全身。这期间，在胃肠道和肝脏进行的药物代谢，被称为首过效应（first pass effect）。首过效应及随后发生的药物代谢改变了药物的化学结构和药物分子的数量。

为确定新药的有效剂量，必须了解药物在人体中的代谢速度或代谢酶对药物的作用能力。代谢速度太慢，会导致药物在体内过量蓄积；代谢速度太快，服用的药物又不能充分发挥药效。另外，当患者同时服用多种药物时，其代谢过程是否会发生交叉干扰，也应予以注意。

由于药物代谢对药物的作用、副作用、毒性、给药剂量、给药方式、药物作用的时间、药物的相互作用等有较大的甚至决定性的影响，因此，研究药物在体内的生物转化，更能阐明药理作用的特点、作用时程、结构的转变以及产生毒副作用的原因，对现有药物的合理使用具有重要意义。新药开发的一个关键是寻找有良好药代动力学特征的化合物，在新药开发的早期阶段，预测药物的代谢途径、形成的代谢物种类以及潜在的毒副作用非常必要，药物代谢的研究对新药的研究与开发具有重要的指导作用。

尽管在很早以前，人们就注意到药物生物转化的重要性，但由于缺乏相应的微量分析的研究手段，所获成果不多。近年来，由于近代先进分析技术的发展，如高效液相色谱仪和质谱仪联用（LC-MS，LC-MS-MS），可以对微量的代谢物进行定性和定量的分析，效率很高，对新药研究与开发的指导性进一步加强。