คาดว่า 5-โนนาโนนจะถูกเมตาบอไลซ์เป็น γ-ไดคีโตน (ไดคีโตนที่มีออกซิเจนตัวที่สองอยู่ห่างจากตัวแรกสามคาร์บอน เช่น 2,5- หรือ 3,6-ไดคีโตน)

การศึกษาด้านเมตาบอลิซึมยืนยันการเกิด ω-ออกซิเดชันในร่างกาย ของ 5-nonanone ไปเป็น2,5-nonanedioneและ2-hexanone ขั้นตอน การออกซิเดชันและดีคาร์บอก ซิเลชัน ที่ตามมายังผลิต2,5-hexanedione อีกด้วย นอกจากเมตาบอไลต์เหล่านี้แล้ว 38% ของปริมาณ 5-nonanone จะถูกเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ไม่พบ 5-nonanone ที่ไม่เปลี่ยนแปลงในปัสสาวะหลังการให้ยา^{[ 4 ]}

ในบรรดาสารเมตาบอไลต์เหล่านี้ เชื่อกันว่า 2,5-เฮกเซนไดโอนเป็น สารประกอบ ที่เป็นพิษต่อระบบประสาท มากที่สุด ในบรรดาสารเมตาบอไลต์ที่กล่าวมาทั้งหมด เชื่อกันว่าความเป็นพิษเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมไปเป็น γ-ไดคีโทนนี้^{[ 5 ]}

ในหนูทดลอง พิษต่อระบบประสาทของ 5-nonanone จะเพิ่มขึ้นเมื่อมีเมทิลเอทิลคีโตน อยู่ด้วย ซึ่งบ่งชี้ว่ามีการเหนี่ยวนำเอนไซม์ออกซิไดซ์ในไมโครโซมส่งผลให้มีการผลิตเมตาโบไลต์ที่เป็นพิษมากขึ้น การสัมผัสสารประกอบนี้ เป็นเวลานานแสดงให้เห็นว่าทำให้เกิดโรคทางระบบประสาททางคลินิก ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือ การบวมของ แอกซอน ขนาดใหญ่ ที่เต็มไปด้วยนิวโรฟิลาเมนต์นอกจากนี้ยังส่งผลให้ขนของหนูทดลองเปลี่ยนเป็นสีส้ม/น้ำตาลอีกด้วย^{[ 2 ]}

มีการศึกษาวิจัยอีกชิ้นหนึ่งที่ทำกับหนูเพื่อสำรวจการเพิ่มความเป็นพิษของ 5-nonanone โดย 5-methyl-2-octanone การรวมกันของสารประกอบทั้งสองนี้เพิ่มผลกระทบที่เป็นพิษต่อระบบประสาทของ 5-nonanone ประมาณหกเท่า เมื่อได้รับ 5-methyl-2-octanone เพียงอย่างเดียว พบว่า ตับบวม ซึ่งบ่งชี้ว่าการกระตุ้นการเผาผลาญของเอนไซม์ ออกซิเดชั่นในตับ อาจเป็นสาเหตุของการเพิ่มขึ้นของความเป็นพิษเมื่อได้รับร่วมกัน^{[ 5 ]}