MDMA代谢主要产物是 MDA,然后进一步去甲基化,生成一系列羟基化合物、葡萄糖醛酸和硫酸酯结合物。在尿液中主要发生 N- 位去甲基化作用,O- 位脱烷基化、O- 位甲基化、O- 位与葡糖苷酸 / 硫酸盐的结合。AM 则通过脱氨基转变为苯丙酮,最终代谢为安息香酸和马尿酸,以与葡萄糖醛酸、硫酸等结合的形式排出。MAM 代谢方式主要是侧链水解,一部分脱甲基形成 AM,一部分羟基化形成羟基苯丙胺,再氧化为羟基去氧麻黄素。摇头丸成分大部分由尿排出,完全代谢一般需 4~7d,24h 可排出 30%,酸化尿液可使其主要成分以原形大量排出并加速排泄。摇头丸中的MDMA及MDA能促使中枢神经释放大量的去甲肾上腺素和多巴胺(DA)物质,并抑制儿茶酚胺的再摄取,抑制突触5-羟色胺(5-HT)的储积和活性,导致5-HT能经突触末梢破坏,使去甲肾上腺素代谢受阻,血中浓度增高,尤其对中枢神经系统的兴奋性和迷幻作用,可产生一系列神经系统兴奋和欣快感,使服用者有较强的“共鸣”作用,此时听到音乐或节奏声响时,就会不住的摇晃头部及肢体。但这种作用能严重损害多巴胺能神经末梢,引起脑高级中枢,特别是额叶、颞叶及海马5-HT能神经轴索损伤,脑部特异性核团受干扰,可产生一系列神经-精神症状,此损伤在停用后仍会停留较长时间,对正在发育的大脑作用更为严重,同时还损害线粒体功能,破坏5-HT能神经元的能量代谢而导致其功能障碍。这种加速而持久的抑制脑内色氨酸羟化酶的作用导致5-HT合成减少,功能降低,并引起神经元损伤,神经退行性改变,出现精神疾病及生理障碍,而且与既往的使用剂量呈正相关。它还可影响心脏传导系统,并能引起呼吸系统损害,对肺泡-毛细血管膜存在直接毒性作用。尤其怀孕期间接触可造成婴儿记忆力缺失,在脑发育期接触会出现记忆和学习缺陷。此外,反复使用还可破坏昼夜生物钟节律,刺激神经垂体释放抗利尿激素和催产素,导致低钠血症。