Распределение лекарственных веществ в организме может быть сравнительно равномерным или неравномерным. Однако в том и другом случае действие лекарственных веществ, как правило, не зависит от характера их распределения, а определяется чувствительностью тканей и органов к данным веществам. Так, многие средства для наркоза (например, эфир, фторотан) равномерно распределяются в тканях головного и спинного мозга, но действуют в первую очередь на центры головного мозга, которые проявляют к ним большую чувствительность по сравнению с образованиями спинного мозга.
Неравномерное распределение многих веществ связано с их неспособностью проникать через биологические барьеры. К их числу относятся гематоэнцефалический барьер (препятствует проникновению веществ из крови в ЦНС), гематоофтальмический барьер (препятствует проникновению веществ из крови в ткани глаза),плацентарный барьер (препятствует проникновению веществ из организма матери в организм плода).
В процессе распределения в организме лекарственного вещества часть его может депонироваться в тканях и органах. Из такого "депо" вещество постепенно высвобождается, поступает в кровь и оказывает фармакологическое действие. Так, средство для внутривенного наркоза тиопентал-натрий на 90% депонируется в жировой ткани. После прекращения наркоза, который длится обычно 15-20 мин, наступает "вторичный сон" продолжительностью 2-3 ч, связанный с высвобождением тиопентал-натрия из жировой ткани и действием его на ЦНС.
Многие вещества, попадая в кровь, соединяются с белками плазмы крови. В таком состоянии вещества неактивны, не подвергаются превращениям и не выделяются из организма. Однако из подобных соединений с белками постоянно высвобождается определенное количество свободного (активного) лекарственного вещества, которое оказывает фармакологическое действие. Так, например, противомикробные сульфаниламидные препараты - сульфадиметоксин, сульфапиридазин - в значительной степени соединяются с белками плазмы крови. Длительное депонирование в плазме крови и постепенное высвобождение обеспечивает продолжительное действие этих препаратов (до 24 ч).