お母さんが食べた魚のなかのメチル水銀が、母親の体内に取り込まれ、やがてそれは、血液脳関門を通して脳に広がり、また胎盤を通して胎児の脳に広がります。そして、母親の脳の神経細胞を傷害して水俣病（メチル水銀中毒症）をおこしたり、胎児の脳を傷害して、胎児性の水俣病（メチル水銀中毒症）の子供が生まれました。しかも、お母さん以上に強い傷害をもって生まれてきました。

　魚に含まれるメチル水銀は蛋白質（例：筋肉）と結合しています。魚を摂取すると、魚の蛋白質が消化管でアミノ酸まで分解されて体内に吸収されます。このときにメチル水銀も吸収されます。血液中ではアミノ酸のシステインと結合し、メチオニン様の物質として体内を移動する（上図の化学式参照）と考えられています。メチル水銀は、血中の特に赤血球中に多く含まれます。
　それは、やがて各臓器に広がります。特に脳や胎児脳はメチル水銀の標的臓器で、そこで神経細胞を傷害したり、増殖を抑制したりして、神経症状を発現させます。
　それはやがて、肝臓に運ばれ、胆管を通して十二指腸に放出されます。その一部が腸内細菌で無機化されて便として排泄されます。残りは、再び吸収されて体内に入ります（腸肝循環）。そのほか、腎臓、乳腺に移行したものは尿や母乳に排泄されます。また一部は体毛や爪に結合して排出されます。

　メチル水銀が一旦、摂取されて体内にはいると、その後体外に排出されて、その量が半分量になるのにかかる時間を半減期といいます。メチル水銀は約70日が半減期と考えられています。

　神経細胞は、大きな明るい核と明瞭な核小体によって特徴つけられます。これは、染色体が広がって、DNAが活発にRNAに転写されていることを示します。つまり蛋白質の合成が盛んに行われていることを意味します。メチル水銀は、アミノ酸のうちメチオニンやシステインの硫黄（S)基と結合しやすいといわれています。脳の神経細胞に運ばれてきたメチル水銀は、リボソームの多いニッスル顆粒で蛋白合成する際に、メチオニンやシステインの硫黄（S)基に結合して、正常なかたちの蛋白合成を阻害することで、神経細胞に傷害をあたえることが考えられます。

　胎児期から小児期は、特に神経細胞の分裂、増殖が盛んで、この時期にメチル水銀を与えると、完成した脳にメチル水銀を投与する以上に脳に影響がでやすいことが推測されます。

　毛髪は血液の250倍の水銀濃度を示します。これは、毛髪のケラチン蛋白に、システインが多く含まれているためです。またメチル水銀でカビ止め処理した小麦をあたえた鶏の卵は、とくに黄身に水銀濃度が高くなります。これもシステインが多く含まれているためです。