İlaç biyotransformasyonunun ana organı olan karaciğer, kan akımından zengindir. Kalp debisinin yaklaşık 1/3’ünü, dakikada 1100 mL, barsaklardan portal ben aracılığı ile ve hepatik arterle de 350 mL alır. Karaciğer damarlarının ve sinuzoidlerinin kan içeriği 500 mL’ye ulaşır. Portal lümenin genişlemesi nedeniyle intrahepatik kan akımı yavaşlar (A). Ayrıca hepatik sinüzoidlerin (s.24) endotel hücre tabakası plazma proteinlerinin geçişine izin verecek kadar büyük porlar içerir. Bı şekilde, kan ve karaciğer dokusu arasında sıkı ilişkinin sürdürülmesi ve maddelerin değiş - tokuş edilmesi sağlanabilir. Bu ilişki Disse aralıklarına bitişik hepatositlerin yüzeyini kaplayan mikrovilluslarla daha da artırılır.

Hepatositler safra kanalcıklarına safra sıvısını salgılar (koyu yeşil). Hepatositlerdeki salgılana aktivitesi sıvının kanal içine doğru hareketine neden olur. (A). Hepatositler metabolik işlevleri yerine getiren enzimlerden zengindir. Bunlar kısmen mitokondriyada, kısmen pürüzlü (pER) veya düz (dER) endoplazmik retikulum membranında yerleşmişlerdir.

dER’in enzimleri ilaç biyotransformasyonunda çok önemli bir işlevi vardır. Burada oksidatif reaksiyonlar İçin moleküler oksijen kullanılır. Bu enzimlerin hidroksilasyon veya -N-C- veya -O-C- bağlarının oksidatif olarak kopmasını katalize etmeleri nedeniyle, “karma işlevli oksidazlar” veya hidroksilazlar adı verilir. Bu enzim sisteminin temel bileşeni okside halindeyken ilaç substratlarını (R-H) bağlayan sitokrom p450’dir. Fe +3 -P450-RH ikili kompleksi önce NADPH ile redükte edilir, sonra ikinci bir elektron olarak 02 - Fe +2 -P450-R üçlü kompleksi oluşur ve nihayet Fe+3 - P450, bir eşdeğer H20 ve hidroksile olmuş ilaca (R-OH) ayrılır.

Hidrofilik ilaçlarla karşılaştırıldığında lipofilik ilaçlar kandan hepatositlere hızla alınır ve dER membranlarında yerleşmiş olan karma - işlevli oksidazlara çok daha kolayca ulaşılabilir. Örneğin bir aromatik grup (fenil halkası) (B) nedeniyle lipofilik olan bir ilaç hidroksillenebilir, bu şekilde daha hidrofilik hale gelir (faz 1 reaksiyonu, s.34). Oksidazlar yanında, dER redüktazlar ve glukuronil transferazlar içerir. Glukuronil transferazlar glukuronik asit ile hidroksil, karboksil, amin veya amid gruplarını, dolayısıyla faz 1 metabolizmasının fenolik ürünlerini de konjuge eder (faz || konjugasyon), Faz | ve faz || metabolitleri kana muhtemelen konsantrasyon farkına bağlı bir taşıyıcı aracılığı ile geri taşınabilir veya safraya aktif bir şekilde salgılanır.

Fenobarbital, karbamazepin ve rifampisin gibi bazı maddelere uzun süren maruz kalma dER membranlarının proliferasyonuna neden olur(C ve D farkı). Bu enzim indüksiyonu dER membranda bulunan tüm enzimleri eşit olarak etkiler. Enzim indüksiyonu yalnız indükleyicinin değil fakat diğer ilaçların biyotransformasyonunun hızlanmasına da neden olur. (Bir ilaç etkileşmesi şekli). Devamlı kullanıldığında indüksiyon birkaç gün içinde gelişir, en fazla 2-3 kat olmak üzere reaksiyon hızında artmaya neden olur, bu artış indükleyici ilacın kesilmesiyle kaybolur.