Концентрация ЛСД в различных органах достигает максимальных значений через 10-15 минут после инъекции, затем плавно спадает. Тонкая кишка, где концентрация достигает максимума через два часа, составляет исключение. Выводится ЛСД большей частью (примерно до 80-ти процентов) через кишечник посредством печени и желчи. Только от 1 до 10 процентов продуктов переработки составляет неизмененный ЛСД; остаток состоит из различных продуктов распада.
Поскольку психические эффекты ЛСД продолжаются даже после того момента, когда его уже нельзя обнаружить в организме, мы должны заключить, что он не активен как таковой, а скорее он запускает определенный биохимический, нейрофизиологический и психический механизм, который вызывает состояние опьянения и продолжается уже в отсутствие действующего вещества.
ЛСД стимулирует центры симпатической нервной системы среднего мозга, что приводит к расширению зрачков, повышению температуры тела, и росту уровня сахара в крови. Как уже упоминалось, ЛСД вызывает сокращения матки.
Особенно интересным фармакологическим свойством ЛСД, открытым в Англии Дж.Х. Гэддамом, является его эффект блокады серотонина. Серотонин это гормоноподобное вещество, присутствующее в различных органах теплокровных животных. Концентрируясь в среднем мозге, он играет важную роль в распространении импульсов определенных нервов и, следовательно, в биохимии психических функций. Психические эффекты ЛСД некоторое время объясняли нарушениями нормального функционирования серотонина, которые вызывает ЛСД. Тем не менее, вскоре было показано, что даже некоторые производные ЛСД (соединения, в которых слегка изменено химическое строение ЛСД), не проявляющие галлюциногенных свойств, тормозят эффекты серотонина так же сильно, или даже сильнее, чем неизмененный ЛСД. Поэтому, тот факт, что ЛСД блокирует серотонин, не достаточен для объяснения его галлюциногенных свойств.
ЛСД также влияет на нейрофизиологические функции, связанные с допамином, который, как и серотонин, является гормоноподобным веществом, естественно встречающимся в организме. Большинство мозговых центров, восприимчивых к допамину, активизируются ЛСД, в то время как другие им подавляются.
Мы все еще не знаем биохимического механизма, посредством которого ЛСД воздействует на психику. Однако, исследования взаимодействия ЛСД с мозговыми регуляторами, такими как серотонин и допамин, являются примерами того, как ЛСД может служить в качестве инструмента для исследований мозга, для изучения биохимических процессов, которые лежат в основе психических функций.