Dalam bentuk konversi tersebut, obat akan bersifat sitotoksik, dan dapat berinteraksi dengan DNA molekul, menghambat sintesis asam nukleat, dengan cara merusak DNA kuman. Kerusakan tersebut akan berakibat degradasi DNA dan kematian sel.

Sintesis DNA dihambat dalam waktu 30 menit, dan kuman mati dalam waktu 5 jam. Apabila konversi obat dalam sel kuman tidak dapat dilakukan, dan tidak terjadi aktifasi obat, maka dikatakan sel tersebut sebagai sel yang resisten terhadap obat ini. [4].

Farmakokinetik

Farmakokinetik metronidazole berupa aspek absorpsi, distribusi, metabolisme, dan eliminasinya.

Absorpsi

Bioavailabilitas metronidazole adalah sebagai berikut:

• 93-100%, bila obat dikonsumsi per oral, atau diberikan secara intravena
• 60-80% per rektal
• 20-25% per vaginal

Konsentrasi puncak dalam serum pada pemberian per oral dan intravena adalah 10 mcg/ml setelah pemberian 500 mg metronidazole dosis tunggal. Konsentrasi puncak dicapai sekitar 1 jam setelah pemberian. Sedangkan pada pemberian rektal, kadar konsentrasi puncak diperkirakan setengah dari pemberian oral dan intravena, serta akan tercapai setelah sekitar 4 jam. Data mengenai absorpsi metronidazole per vaginam masih terbatas. Diperkirakan bahwa kadar konsentrasi puncak dari pemberian 500 mg metronidazole per vaginam adalah 2 mcg/ml, dan tercapai setelah 8 hingga 24 jam.

Absorpsi obat pada vagina tergantung faktor-faktor seperti:

• Formulasi obat, supositoria atau krim
• Dosis
• Keadaan fisikokemikal vagina selama pengobatan

Konsentrasi puncak dalam serum, plasma darah, dan minimum lethal concentration (MLC) tergantung pada dosis obat. Pada pemberian metronidazole 500 mg intravena setiap 8 jam, diketahui bahwa konsentrasi serum tertinggi adalah 25 mcg/ml dan terendah adalah 15 mcg/ml.

Fungsi ginjal yang terganggu tidak mengubah waktu paruh serum dari metronidazole, namun waktu paruh dari metabolit hidroksi akan meningkat sebanyak 4 kali lipat dan berakumulasi di serum. Plasma clearance metronidazole akan menurun pada penderita dengan ganguan fungsi hati

Distribusi

Metronidazole secara luas didistribusikan dalam jaringan dan cairan tubuh, dengan kadar yang secara umum sama dengan konsentrasi serum. Kadar terapeutik obat ditemukan dalam darah, cairan serebrospinal, eksudat paru, empedu, cairan seminal, tulang, otak, dan jaringan pelvis. Metronidazole dapat melewati sawar darah-otak, sawar plasenta, dan ditemukan dalam saliva serta air susu ibu (ASI) dalam konsentrasi yang sama dengan konsentrasi serum.

Metabolisme

Biotransformasi metronidazole terjadi di hepar oleh enzim CYP2C9 melalui hidroksilasi. 2-hidroksimetronidazole merupakan produk metabolit utama.

Efektivitas antimikrobial berkisar 35-60%. Dosis tinggi tidak dianjurkan bagi lansia, pasien yang sangat sakit, dan disfungsi hepar. Hal ini dikarenakan pada kondisi tersebut akan terjadi metabolisme obat yang menurun sehingga menurunkan clearance obat dalam darah.

Eliminasi

Metronidazole 77% diekskresikan ke urine, dan 14% ke feses. Metabolit obat yang terutama terdapat di urine adalah berupa hasil metabolisme oksidasi rantai samping, yaitu 5-nitroimidazole dan 2-metil-5-nitroimidazole asam asetat, dan hasil konjugasi glukuronida. Sisanya sekitar 20% merupakan metronidazole yang tidak diubah. Renal clearance obat sekitar 10 mL/menit/1,73 m2. Waktu paruh metronidazol sekitar 8 jam tetapi pada neonatus memanjang sekitar 25-72 jam. Waktu paruh juga memanjang pada penderita dengan gangguan hepar.  [1,3,13]

Resistensi

Bakteri patogen yang telah dilaporkan resisten terhadap metronidazole adalah Helicobacter pylori dan Sutterella sp.

Organisme patogen yang telah dilaporkan kepekaannya terhadap obat ini menurun adalah Actinomyces, Bifidobacterium, Eubacterium, Lactobacillus, dan Propionibacterium sp.

Meski telah dilaporkan terjadinya kegagalan pengobatan metronidazole akibat resisten kuman, namun tingkat resistensinya masih rendah. Karena metronidazole terkenal dalam hal keamanan dan efektifitasnya secara klinis, maka obat ini masih diandalkan di seluruh dunia untuk tata laksana infeksi kuman anaerob. [1,4]