Afinitas sufentanil pada reseptor opioid tersebut 300-400 kali lebih besar dibandingkan morfin dan 5-10 kali lebih poten dibandingkan fentanil. Ikatan pada reseptor opioid akan mengaktifkan protein subunit G dan mengakibatkan terbukanya kanal potasium, serta menginhibisi konduksi dari kanal kalsium. Perubahan permeabilitas membran yang terjadi akan mempengaruhi persepsi dan respon emosional terhadap nyeri melalui peningkatan ambang batas nyeri, inhibisi aktivitas saraf, dan hambatan terhadap jalur nyeri yang bersifat ascending. Selain berikatan dengan reseptor opioid, sufentanil juga mempengaruhi sistem GABA pada tubuh sehingga memberikan efek sedasi. [1,9,10]

Indeks terapeutik sufentanil memiliki angka lebih tinggi dibandingkan dengan golongan opioid lain, seperti morfin, hidromorfin, dan fentanil. Hal ini menunjukkan bahwa dosis efikasi dan dosis toksisitas sufentanil memiliki rentang yang lebar sehingga lebih aman dibandingkan dengan opioid lainnya. Sufentanil juga lebih jarang menimbulkan efek depresi napas dibandingkan dengan fentanil dan morfin.

Sufentanil tidak mengalami konversi menjadi metabolit aktif dalam tubuh sehingga meminimalisisr akumulasi metabolit yang berpotensi menyebabkan efek samping, seperti yang terjadi pada morfin atau hidromorfon. [4,11,12]

Farmakokinetik

Sufentanil memiliki farmakokinetik yang baik dan cepat jika diberikan secara injeksi.

Absorpsi

Sufentanil bersifat sangat lipofilik dan dapat diabsorpsi melalui mukosa dalam waktu yang singkat. Sebagian besar obat akan terikat oleh protein plasma, terutama albumin, globulin, serta glikoprotein asam alfa 1. Sufentanil memerlukan waktu selama 6,2 menit untuk mencapai kadar ekuilibrium pada plasma dan sistem saraf pusat. Waktu yang dibutuhkan jauh lebih singkat dibandingkan dengan morfin yang membutuhkan 168 menit, dan hidromorfon yang membutuhkan 46 menit. [1,11]

Distribusi

Waktu distribusi sufentanil berbeda tergantung jenis sediaan yang digunakan. Sufentanil yang diberikan secara injeksi memiliki waktu distribusi yang singkat dibandingkan dengan yang diberikan secara sublingual. Pemberian secara intravena hanya memerlukan waktu distribusi selama 6 menit, sedangkan pemberian sublingual membutuhkan waktu 2,5 jam.

Penelitian pada hewan menunjukkan adanya distribusi pada berbagai organ tubuh dengan durasi distribusi paling singkat terjadi pada otak, paru-paru, liver, ginjal, jantung, otot, dan paling lambat terjadi pada pankreas dan jaringan adiposa. [1,11]

Metabolisme

Metabolisme sufentanil paling banyak terjadi di liver dengan bantuan enzim CYP450 sebagai katalisator. Selain di liver, sufentanil juga dimetabolisme di usus halus, tepatnya di bagian enterosit dengan enzim yang serupa. Minimnya metabolisme obat di saluran pencernaan menyebabkan bioavailabilitas obat yang rendah pasca pemberian oral.

Laju metabolisme obat ditentukan oleh aliran hepatik dan konsumsi obat yang juga mempengaruhi enzim CYP450. Metabolisme dengan enzim CYP450, khususnya subtipe CYP3A4, meyebabkan dealkilasi sufentanil yang menghasilkan substrat N-fenil-propanamid yang bersifat inaktif. [1,4]

Eliminasi

Sufentanil paling banyak diekskresikan melalui urin dan feses melalui eliminasi bilier. Sebanyak 80% obat yang diberikan akan diekskresikan dalam waktu 24 jam. Waktu eliminasi terjadi lebih singkat pada bayi dan anak-anak. Sebagian besar eliminasi terjadi dalam bentuk metabolit inaktif, yaitu N-fenil-propanamid. Hanya sekitar 1-2% obat yang dieliminasi dalam bentuk yang tidak berubah. [1,4,5]