多数研究表明肝脏疾病通常伴随分布容积的增加，结果使病人对泮库溴铵、阿曲库铵、罗库溴铵的抵抗作用明显增加；因此在肝脏疾病，肌松药的推荐初始剂量比肝功能正常者为大，随之恢复时间延迟。在肝功能减退病人，维库溴铵排泄减慢，时效和肌松恢复时间比年轻的健康者均有延长。和其他肌松药相比，阿曲库铵和顺式阿曲库铵在肝病病人的血浆清除率都稍微增加，但作用时间没有缩短。肝病病人罗库溴铵的分布容积也增加，清除率可能降低，作用时间和起效时间均延长。此外严重肝脏疾病病人酶的合成减少导致假性血浆胆碱酯酶活性减低，米库氯铵的血浆清除率可因此减低50%左右，作用时间也相应延长。肾脏疾病终末期的病人血浆假性胆碱酯酶的活性减低，降低了经肾代谢或排泄的NDMR的清除率，延长其消除半衰期，使其作用时间明显延长。但是它不改变病人对泮库溴铵、阿曲库铵、顺式阿曲库铵、维库溴铵、罗库溴铵的敏感性。随着短效肌松药的发展应用，肾衰竭病人已不推荐使用长效肌松药。阿曲库铵约有16%经由肾清除，清除率约降低13%，但其药效动力学和作用持续时间均不受肾衰竭的影响，顺式阿曲库铵与之相似。维库溴铵主要在肝脏清除，但在肾衰竭病人其清除率降低，清除半衰期延长，其主要代谢产物可引起肾衰竭病人的延迟阻滞。罗库溴铵的血浆清除率减低，分布容积增加，但单次和重复注射的作用时间均不受明显影响。肾衰竭对米库氯铵时效及其肌松恢复时间的影响尚有争议，有研究认为肾衰竭可降低假性胆碱酯酶的活性，影响其作用时间；也有研究认为肾衰竭对此没有影响。