На основе изучения физико-химических особенностей структурной организации биомембран как барьера проницаемости для неэлектролитов (спин-меченых и др.), сформулированы представления о селективном распределении различных по гидрофобным свойствам гомологов в разные области внутримембранного пространства и принцип физико-химического соответствия вещества (неэлектролита) области биомембраны, где может реализоваться его биологическая активность. Использование методов спиновых зондов и сканирующей электронной микроскопии позволило установить, что на кинетику встраивания гомологов в биомембрану и её ёмкость для этих соединений оказывают существенное влияние различные заместители, изменяющие гидрофобные свойства и размеры исходного соединения гомологического ряда. Выявлены различия в ёмкости для вещества внутримембранных областей распределения гидрофобных неэлектролитов в разных клеточных мембранах. Показано, что распределение проникающего агента, в зависимости от его концентрации, осуществляется в одну или несколько различно расположенных областей внутримембранного пространства. Определены морфологические трансформации эритроцитов, индуцируемые распределением неэлектролитов в мембране. Установлено влияние на мембранный транспорт неэлектролитов, химических и физических воздействий на биомембраны и развития патологического процесса. Обсуждаются важные для конструирования лекарств и других биологически активных веществ взаимосвязи структуры вещества с его распределением в биомембране и реализацией биологического действия.