Kui ravimeid kasutatakse haiguste raviks või ennetamiseks, tuleb anda annused, mis saavutavad soovitud toime saavutamiseks vajalikud kontsentratsioonid, kuid jäävad veres tasemele, mis ei põhjusta liigset toksilisust. Seda määravaid protsesse nimetatakse ühiselt farmakokineetikaks. See hõlmab ravimite kehasse imendumise, kogu kehas jaotumise ning metabolismi ja eritumise uurimist, et ravim organismist eemaldada. Antud ravimi farmakokineetika varieeruvust mõjutavad paljud tegurid, sealhulgas vanus, sugu, kehakaal ja haigusseisundid. Mõnikord nimetatakse farmakokineetikat kliiniliseks farmakokineetikaks.
Kui ravimit manustatakse muul viisil kui intravenoosselt, peab see verre jõudmiseks imenduma läbi bioloogiliste membraanide. Kõige sagedamini viitab see seedetraktist (GI) imenduvatele suukaudsetele ravimitele. Annuse protsenti, mis jõuab pärast imendumist verre, nimetatakse biosaadavaks.
Madala suukaudse biosaadavuse kõige levinum põhjus on esmane metabolism. Kõik seedetraktist imenduvad ravimid läbivad kõigepealt maksa. Siin võivad ravimid enne verre jõudmist oluliselt laguneda või metaboliseeruda. Muudeks suukaudse biosaadavuse vähenemise põhjusteks on ravimi hävitamine maohappe toimel ja toiduga imendumise pärssimine. Mõnel ravimil on küllastatav imendumine, mis tähendab, et korraga saab imenduda ainult teatud koguses.
Kui ravim on veres, võib see sinna jääda või minna erinevatesse kudedesse kogu kehas. Jaotusruumala (Vd) näitab, mil määral ravim jaotus väljaspool verd. See on matemaatiline seos ravimi koguse ja kontsentratsiooni vahel veres. See on pigem virtuaalne, mitte füsioloogiline maht ja väljendab mahtu, mis oleks vajalik kogu ravimi sisaldumiseks kehas mis tahes ajahetkel.
Praktiliselt öeldes kasutatakse Vd-d ravimi küllastusdoosi arvutamiseks. See on ravimi kogus, mis saavutab kiiresti efektiivse kontsentratsiooni veres. See on annus, mis täidab paagi täielikult, kui soovite. Suure Vd-ga ravimite puhul on laadimisdoos suurem kui väikese Vd-ga ravimite puhul.
Ravimi poolväärtusaeg on aeg, mis kulub kontsentratsiooni vähenemiseks veres poole võrra. Tavaliselt väljendatakse seda tundides, kuid mõne ravimi puhul võib see olla minutite või isegi mitme päeva küsimus. Ravimi manustamise sageduse määramisel võetakse arvesse poolväärtusaega. Pikem poolväärtusaeg tähendab, et ravimit võib manustada harvemini.
Paljudel keha organitel on võime ravimeid lagundada. Seda nimetatakse ravimite metabolismiks. Metaboolsete võimetega organid on maks, neerud, seedetrakti ja kopsud. Isegi veri sisaldab ensüüme, mis võivad ravimeid metaboliseerida.
Maksa ensüümid, mis metaboliseerivad ravimeid, arenesid välja ammu enne seda, kui inimesed tahtlikult ravimeid võtsid. Need ensüümid inaktiveerivad tahtmatult allaneelatud toksiine, hoides seeläbi ära keha kahjustamise. Kuna paljud ravimid on looduslikult esinevate ainete derivaadid, on need vastuvõtlikud ka maksaensüümide poolt lagunemisele. Maksahaigused, nagu tsirroos või hepatiit, võivad vähendada organismi võimet ravimeid metaboliseerida.
Maksa metabolismi iseloomustavad kaks erinevat protsessi: I faasi reaktsioonid ja II faasi reaktsioonid. I faasi reaktsioonid tavaliselt inaktiveerivad või detoksifitseerivad ravimid. Pärast inaktiveerimist lisavad II faasi reaktsioonid molekule, mis muudavad ravimi vees lahustuvamaks. See suurendab ravimi eritumist neerude kaudu.
Maksa kõige levinumaid I faasi ensüüme nimetatakse tsütokroom P450 ensüümideks. Mõned ravimid võivad suurendada nende ensüümide tootmist maksas, mis põhjustab metaboliseeruva ravimi kontsentratsiooni vähenemist veres. Seda nimetatakse ensüümi induktsiooniks. Teised ravimid võivad inhibeerida tsütokroom P450 ensüüme. Neid ravimeid nimetatakse ensüümi inhibiitoriteks ja need võivad põhjustada metaboliseeruva ravimi kontsentratsiooni suurenemist.
Farmakokineetika viimane etapp on ravimi eemaldamine organismist, mida nimetatakse ka eritumiseks või kliirensimiseks. Enamiku ravimite puhul on kliirens pidev tegur, olenemata sellest, kui palju ravimit kehasse jääb. Seda nimetatakse lineaarseks farmakokineetikaks. Mõne ravimi puhul on kliirens siiski küllastatav, tavaliselt seetõttu, et metaboliseerivad ensüümid suudavad korraga lagundada ainult kindla koguse ravimit. Küllastuva metabolismi ja/või kliirensiga ravimitel on mittelineaarne farmakokineetika.
Ravimite kliirens toimub peamiselt neerude kaudu. Inaktiveeritud ravimid erituvad uriiniga ja viiakse organismist välja. Neerufunktsiooni langus, mis on tingitud vanusest või sellistest haigustest nagu diabeet või kõrge vererõhk, võib vähendada organismi võimet ravimeid elimineerida. Maks eritab ka ravimeid, tavaliselt sapiga koos väljaheitega.