아세트아미노펜을 과량 복용하면 간의 정상적인 대사 경로인 황산염 및 글루쿠론산 포합 능력이 한계를 넘어서며 포화 상태에 이릅니다. 이로 인해 대사되지 못한 대량의 약물이 CYP2E1 경로로 몰리면서 독성 대사물질인 NAPQI가 폭발적으로 대량 생성됩니다. 대량 발생한 NAPQI를 해독하는 과정에서 간세포 내의 강력한 항산화 방어 물질인 글루타티온이 급격히 소모되어 고갈됩니다. 결국 해독되지 못한 자유 NAPQI들이 간세포 내 필수 단백질 및 미토콘드리아막의 -SH기와 불가역적인 공유결합을 형성합니다. 이로 인해 미토콘드리아의 에너지 생산 기능이 마비되고 극심한 산화적 스트레스가 발생하여 최종적으로 광범위한 간괴사로 이어집니다.
아세트아미노펜 대사과정에서 NAPQI라는 물질이 일부 생성되는데요. 이게 간독성의 원인이 되는 물질입니다. 정상용량에서는 생성량도 적고 글루타치온에 의해서 무독성으로 변화되어 배설될 수 있는데요. 과량인 상황에서는 생성량도 많아지고 글루타치온의 저장량도 고갈되면서 독성을 유발할 수 있습니다.