Всасывание веществ в кишечнике — это процесс проникновения ксенобиотика в организм. Оно характеризуется скоростью, степенью всасывания веществ в кишечнике — важными и доступными для измерения показателями, во многом определяющими эффект. От скорости всасывания зависит быстрота наступления этого эффекта, а от степени всасывания (биодоступности) — его выраженность.
Перед тем как ксенобиотик достигнет клетки-мишени, ему необходимо пройти через ряд биологических мембран, состоящих главным образом из фосфолипидов и холестерина. Транспорт через мембраны может происходить путем простой или облегченной диффузии, фильтрации (переноса веществ с молекулярной массой менее 100 через водные поры с потоком воды), активного транспорта и, редко, эндоцитоза. Большинство ксенобиотиков проходит через мембраны путем диффузии. Чем больше поверхность, тем скорее диффузия. Скорость всасывания большинства принятых внутрь ксенобиотиков наиболее велика в тонкой кишке благодаря огромной площади, образуемой ее микроворсинками, по сравнению с площадью слизистой желудка. Как правило, чем липофильнее вещество, тем лете оно проходит через мембраны. На скорость диффузии влияет также степень ионизации вещества. Неполярные и незаряженные молекулы легче диффундируют через мембраны, поэтому слабые кислоты лучше проникают через них в кислой среде, слабые основания — в щелочной. Существуют специализированные переносчики, требующие энергии (АТФ-зависимые) для транспорта веществ против градиента концентрации либо не требующие энергии (АТФ-независимые) и способные переносить вещество только по градиенту концентрации (облегченная диффузия). Одним из трансмембранных белков, осуществляющих активный (АТФ-зависимый) транспорт, является Р-гликопротеид. Он имеется в клетках кишечника, проксимальных канальцев почек, желчных протоков печени, гематоэнцефалического барьера и ответственен за выведение веществ из клетки. Фильтрация считается малозначимой в процессах всасывания большинства ксенобиотиков, но очень важна при их элиминации. Эндоцитоз, при котором клеточная мембрана окружает жидкость с переносимым веществом и затем смыкается, образуя пузырек, служит механизмом всасывания крупных макромолекул, таких как живая полиомиелитная вакцина Сейбина.
На всасывание веществ в кишечнике влияют как характеристики препарата — лекарственная форма, степень ионизации и коэффициент распределения, — так и характеристики организма: кровоснабжение ЖКТ, состояние его моторики, присутствие в его просвете пищи, этанола и других веществ. Скорость всасывания препарата в ЖКТ напрямую зависит от лекарственной формы, ведь всасыванию в кишечнике должно предшествовать растворение вещества. Существуют формы препаратов длительного действия, предназначенные для их более медленного высвобождения. На растворение вещества, как уже было сказано, влияют его ионизация, растворимость и коэффициент распределения. В случае передозировки некоторые препараты образуют в просвете кишечника плотные, плохо растворяющиеся конгломераты, что существенно замедляет наступление токсических эффектов; так, мепробамат может образовать конкременты, бромиды — безоары. Большинство принятых внутрь ксенобиотиков всасывается в основном в тонкой кишке благодаря ее огромной поверхности и хорошему кровоснабжению.
Биодоступность определяется долей ксенобиотика, достигающей системного кровотока в неизмененном виде. Типичные методы снижения биодоступности — промывание желудка и назначение активированного угля. Процессы пресистемной элиминации могут снижать, но иногда — повышать биодоступность ксенобиотика либо его метаболита. Микробы ЖКТ или секретируемые в его просвет ферменты могут инактивировать ксенобиотики: так, микробы метаболизируют дигоксин и пероральные контрацептивы, протеазы — инсулин. Однако порой при гидролизе ксенобиотика в ЖКТ образуются токсичные метаболиты — например, цианид при ферментативном гидролизе амигдалина. На биодоступность ксенобиотиков могут влиять и другие ферменты ЖКТ (например, алкогольдегидрогеназа), а также Р-гликопротеид. Принятые внутрь вещества после всасывания в кишечнике направляются в печень, только после прохождения через нее попадают в кровоток.