Xenobiotics sono molecole che vengono introdotte nel corpo dall’ambiente e successivamente metabolizzate dal corpo. La maggior parte degli agenti farmacologici sono lipofili e la loro eliminazione dal corpo è facilitata da modifiche enzimatiche per renderli più idrofili. Il fegato è il sito principale per il metabolismo degli xenobiotici. Oltre alle sostanze estranee, un certo numero di sostanze endogene, compresi alcuni eicosanoidi e ormoni steroidei, sono anche modificati per facilitare la loro escrezione. Quindi, gli enzimi e le vie descritte in questa sezione hanno forti legami con molte delle vie descritte nelle sezioni precedenti.

Il metabolismo xenobiotico ha un forte impatto sullo stato ossidativo del corpo (vedi figura sotto).Le reazioni mediate dal citocromo P450 generano livelli significativi di specie reattive di ossigeno (ROS) e sono fondamentali per la tossicità di molti xenobiotici. Le glutatione transferasi riducono le riserve cellulari di glutatione, il principale antiossidante intracellulare. Viene anche illustrata la capacità degli xenobiotici di modulare (per esempio attraverso il recettore Ah) l’espressione degli enzimi di metabolizzazione dei farmaci, e il ruolo delle proteine di trasporto nell’esportazione di xenobiotici immodificati o coniugati dalla cellula. I prodotti qui descritti si concentrano su alcuni degli attori chiave del metabolismo xenobiotico: i citocromi P450, le glutatione transferasi e le gliossalasi.