Toutes les benzodiazépines exercent leur action au niveau des récepteurs des benzodiazépines. Le choix d'une substance pour les différentes indications dépend uniquement de la rapidité de l'effet, de son intensité et de sa durée et donc des propriétés physicochimiques et pharmacocinétiques des molécules. Chaque benzodiazépine séjourne un temps différent dans l'organisme, et sera éliminée principalement par biotransformation. L'inactivation peut être accomplie en une seule réaction chimique ou au contraire en plusieurs étapes (ex. diazépam), avant qu'un métabolite inactif et propre à l'élimination rénale ne soit formé.
Comme les sous-produits sont en partie actifs et en partie éliminés, mais beaucoup plus lentement que les molécules initiales correspondantes, ils peuvent s'accumuler au cours d'une administration régulière et finalement participer de façon importante à l'action souhaitée. Ce sont les substituants sur le cycle diazépine (diazépam : déalkylation sur l'azote en position 1, t1/2 ~ 30 h ; midazolam : hydroxylation du groupement méthyle sur le noyau imidazole, t1/2 ~ 2 h), ou le cycle diazépine lui-même qui seront d'abord touchés par les transformations chimiques. Le midawlam hydroxylé sera éliminé très rapidement par le rein après conjugaison avec l'acide glucuronique. Le diazépam déméthylé sur l'azote (nordiazépam) est biologiquement actif et sera hydroxylé en position 3 du noyau diazépine avec un t1/2 de 50-90 heures.
Le métabolite hydroxylé (oxazépam) est également pharmacologiquement actif. Le diazépam est déjà éliminé lentement et s'accumule donc au cours d'une administration régulière mais cette accumulation est encore plus forte pour son métabolite le nordiazépam. L'oxazépam est conjugué à un acide glucuronique sur le groupement hyddroxyle avec un t1/2 d'environ 8 h et éliminé par le rein.
Les substances avec des demi-vies très brèves et qui ne donnent pas naissance dans l'organisme à des métabolites actifs pourront être utilisées comme inducteurs de sommeil ou pour maintenir le sommeil, tandis que les substances avec des demi-vies plus longues doivent être réservées pour des traitements anxiolytiques à long ternie. Elles permettent de maintenir un niveau plasmatique élevé et régulier.
Le midazolam sert comme anesthésique injecté pour l'induction et l'entretien d'une anesthésie combinée.
Risque de dépendance
L'usage régulier des benzodiazépines peut entraîner le développement d'une dépendance. Cette relation n'est pas aussi évidente qu'avec les autres substances pouvant entraîner une toxicomanie, car l'effet des premières benzodiazépines mises sur le marché dure très longtemps, de sorte que les symptômes de manque (le signe éclatant d'une dépendance installée) ne se développent que très tardivement. Pendant cette période de manque se manifestent agitation, nervosité, excitabilité et angoisse. Ces symptômes peuvent à peine être distingués de ceux considérés comme les indications des benzodiazépines. L'administration d'un antagoniste des benzodiazépines entraîne l'apparition brutale de symptômes de carence. Il faut noter que les substances avec une demi-vie d'élimination de durée intermédiaire, seront utilisées le plus souvent de façon abusive et montrent également le risque de dépendance le plus élevé.