當病灶或血流中革蘭氏陰性病原菌大量死亡，釋放出來的大量內毒素進入血液時，可發生內毒素血癥。大量內毒素作用于機體的巨噬細胞、中性粒細胞、內皮細胞、血小板，以及補體系統和凝血系統等，便會產生白細胞介素1、6、8和腫瘤壞死因子α、組胺、5羥色胺、前列腺素、激肽等生物活性物質。這些物質作用于小血管造成功能紊亂而導致微循環障礙，臨床表現為微循環衰竭、低血壓、缺氧、酸中毒等，于是導致病人休克，這種病理反應叫做內毒素休克。
