Так как мышьяк — это капилляротоксический яд, то нарастающие сосудистые нарушения (парез и паралич капилляров во всех органах) обусловливают развитие коллапса, который и предопределяет течение острой интоксикации. Также при отравлениях препаратами мышьяка нарушается прежде всего функция центральной нервной системы и аппарата кровообращения (ослабление сердечной деятельности, паралич капилляров). Паралитическая форма наблюдается при приеме внутрь и всасывании больших количеств неорганических соединений мышьяка. При этом на протяжении нескольких часов после отравления развиваются общая слабость, адинамия, чувство страха, глухота. Отмечаются подергивания в икроножных мышцах, судороги, потеря сознания, коллапс, кома и смерть от остановки дыхания. При отравлении химиотерапевтическими (органическими) препаратами мышьяка, вводимыми парэнтерально (например, внутривенно) пищеварительный аппарат не поражается.
О возможном токсическом действии мышьяка на нервную систему пациентов, знали практически с момента введения в 1910 году сальварсана в практическое использование. Но не понимали сам механизм, хотя реакция нервной системы на препараты у части больных уже была отмечена.
Ю. М. Лопухин пишет: «Ленину стали энергично проводить специфическое лечение. Уже после его смерти, когда диагноз был ясен, при описании всей истории болезни это противосифилитическое лечение находит своеобразное оправдание: «Врачи определили заболевание как последствие распространенного; а частью местного сосудистого процесса головном мозгу (sclerosis vasorum cerebri) и предполагали возможность его специфического происхождения…»
Патологоанатом А. И. Абрикосов, которому доверили редакцию учебника «Сифилис нервной системы», так об этом пишет в 1927 году: «Первые неудачи при сальварсане были отнесены на его токсические свойства. Эрлих указал, что так называемые неврорецидивы представляют настоящие сифилитические процессы, а не интоксикации. По Вейгельту, неврорецидивы — провокация невросифилиса сальварсаном. Дрейфус первый обратил внимание на дозировку сальварсана и на значение дозы в провокации неврорецидивов. Дрейфус указал, что недостаточное лечение сальварсаном — причина осложнений со стороны нервной системы; слабые дозы сальварсана не могут принести пользу или защитить, вернее приносят вред. Работы Флейшмана, Геннериха, Вертера, Фрювальда показали, что цереброспинальная жидкость не леченных сифилитиков менее изменена, нежели у получивших слабую дозу сальварсана».
Таким образом, период болезни пациента Ульянова пришелся на время активной эволюции знаний о нейросифилисе в новых условиях и возможностях лечения подобных больных препаратами арсенобензольного ряда, но тогда врачебное сообщество еще не понимало причину нейрорецидивов, т. е. был ли это непосредственно сифилитический процесс, ответ иммунной системы, или же это токсическое действие самого препарата.