Os barbitúricos modulam seus efeitos clínicos devido à sua farmacocinética e metabolismo. Eles induzem o metabolismo de vários fármacos, como varfarina, anticoncepcionais, griseofulvina e teofilina, reduzindo sua eficácia. Além disso, os barbitúricos são bem absorvidos pelo trato gastrointestinal e apresentam uma boa distribuição corporal. A penetração no sistema nervoso central (SNC) depende da lipossolubilidade da molécula, sendo o tiopental altamente lipossolúvel, penetrando quase que imediatamente no SNC. A ligação às proteínas plasmáticas também varia no grupo, com o tiopental ligando-se a 75% e o fenobarbital a 20%.
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