Взаимодействие грейпфрута с лекарствами часто приводит к нежелательным побочным эффектам^[1]. Это было случайно открыто во время проверки взаимодействия лекарств с этанолом, когда исследователи попробовали замаскировать грейпфрутовым соком вкус алкоголя для слепого тестирования^[2].

Хотя взаимодействие с медикаментами лучше всего исследовано на грейпфруте и грейпфрутовом соке^[1], похожие эффекты наблюдаются с некоторыми другими цитрусовыми^[1][3][4][5]. Обзорная статья 2005 года рекомендовала пациентам отказаться от употребления всех цитрусовых соков до уточнения рисков^[6], в 2008 году сообщалось о похожем эффекте яблочного сока^[3][7][8].

Целый грейпфрут или 200 миллилитров (маленький стакан) грейпфрутового сока могут привести к повышению системной концентрации препаратов и последующим побочным эффектам^[1]. Этот эффект сохраняется до трёх дней^[9]. Относительные риски разных типов цитрусовых систематически не изучались^[1]. Медикаменты, подверженные такому негативному взаимодействию, имеют на упаковке предупредительную наклейку^[англ.] «Не принимать с грейпфрутом» и описание взаимодействия в инструкции, вложенной в коробку^[10]. Принимающим лекарство также советуют расспросить своего врача или фармацевта о взаимодействии лекарств^[10].

Нежелательные взаимодействия происходят по вине фуранокумаринов (а также флавоноидов, в меньшей степени)^[11]. Эти соединения деактивируют основные ферменты, ответственные за метаболизм лекарственных средств^[англ.], в том числе цитохром P450 3A4 (CYP3A4), метаболизирующий почти 50 % лекарств^[12]. Эффект ингибирования метаболизирующих ферментов зависит от того, как лекарство действует:

1. метаболизируется ферментом до неактивного метаболита, либо
2. активируется ферментом, становясь активным метаболитом^[англ.].

В первом случае ингибирование фермента, способствующего разрушению лекарства, приводит к увеличению концентрации этого препарата в теле, что может приводить к нежелательным побочным эффектам^[10]. В другом случае, ингибирование этого фермента у пролекарства, которое должно метаболизироваться до активного действующего вещества, снижает концентрацию медикамента, снижая его лечебный эффект вплоть до нуля.

Также фрукты могут снижать всасывание некоторых лекарств из кишечника, приводя к снижению их концентрации в крови^[13].

Эффект грейпфрутового сока на всасывание лекарств был впервые описан в 1989 году. Первый опубликованный клинический отчёт о взаимодействии грейпфрута и лекарств вышел в 1991 году в журнале The Lancet под названием «Взаимодействие цитрусовых соков с фелодипином^[англ.] и нифедипином» (англ. Interactions of Citrus Juices with Felodipine and Nifedipine)^[14].

В цитрусовых фруктах содержатся вещества химического класса полифенолов, включая нарингин^[англ.] и фуранокумарины, такие как бергамоттин^[англ.], дигидроксибергамоттин^[англ.] и бергаптен^[15]. Нарингин содержится в грейпфрутах, померанцах^[16] и бергамоте^[17]. Фуранкумарины могут оказывать ещё более сильный эффект, чем нарингин^[16][18].

Вещества, производные от фуранокумаринов, влияют на работу печёночного и кишечного фермента CYP3A4 и могут быть основной причиной влияния на него грейпфрута^[19]. Изоформы цитохрома, подверженные действию компонентов грейпфрута, включают CYP1A2, CYP2C9 и CYP2D6^{[20][21][22][23][24][25]}. Соответственно, лекарства, которые эти ферменты метаболизируют, также могут взаимодействовать с цитрусовыми.

При пероральном приёме лекарства растворяются и всасываются в тонком кишечнике, а также иногда в желудке. Для того, чтобы попасть в кровь, медикамент должен пройти слой эпителиальных клеток^[англ.] просвета кишечника, после чего он оказывается в воротном круге кровообращения и распространяется по организму. Затем лекарства метаболизируются специфическими ферментами^[англ.], прежде всего в клетках печени: ферменты превращают лекарства в метаболиты. Основной задачей метаболизма является избавление от вещества, его инактивация, превращение в растворимое соединение и подготовка к выделению^[26]. В результате метаболизма концентрация лекарства, уже попавшего в кровь, постепенно снижается. Ингибирование ферментов грейпфрутовым соком происходит в оболочке кишечника, а не в печени^[27].

При ингибировании метаболизирующего фермента большее количество лекарства остаётся в крови^[12]. Это особенно опасно для медикаментов с низким отношением вреда к пользе, поскольку даже небольшое повышение концентрации в крови может привести к токсичности. Кроме этого, ингибирование печёночных ферментов может привести к увеличению активности вещества и увеличить продолжительность его нахождения в организме^[28]. Степень этого влияния разнится у разных людей и у разных порций сока, а следовательно не может быть заранее рассчитана.

Другой возможный механизм взаимодействия — ингибирование транспортного MRP2^[англ.], находящегося в энтероцитах на стенках щёточной каймы^[англ.] кишечника^{[29][нужен лучший источник][прояснить]}.

Взаимодействия между грейпфрутом и лекарствами, происходящие до и после попадания медикамента в кровь, имеют разную длительность^[12]. В инструкциях к лекарствам часто бывает указано, взаимодействует ли с ними грейпфрут или другие вещества, и как долго продолжается это взаимодействие^[12].

Грейпфрут сильнее всего влияет на лекарства, принятые в течение 3—4 часов после его употребления, но его влияние было заметно и спустя 24 часа^[30][31]. Такая большая продолжительность взаимодействия вызвана тем, что грейпфрут необратимо ингибирует ферменты, метаболизирующие лекарства (такие как CYP3A4)^[27], и клетки кишечника должны произвести новые ферменты, чтобы расщепить лекарство^[12]. Половина обычного количества ферментов восстанавливается за сутки, а возвращение к нормальному уровню занимает до 72 часов. Из-за этого ежедневно принимаемые лекарства невозможно полностью избавить от взаимодействия простым переносом времени^[9].

Лекарства, которые взаимодействуют с грейпфрутом из-за ингибирования полипептидов — транспортёров органических анионов^[англ.], достаточно принимать через 4 и более часов после употребления грейпфрута^[12][29].