一、兒茶酚胺增加

內(nèi)毒素血癥或敗血癥時，交感-腎上腺髓質(zhì)-兒茶酚胺軸亢進(jìn)，分泌大量的兒茶酚胺，目的是重新恢復(fù)血流動力學(xué)的穩(wěn)定。但體內(nèi)過多的兒茶酚胺可自動氧化，提供電子，產(chǎn)生氧自由基。在生理情況下，兒茶酚胺自動氧化的速度很慢，故對機體影響不大。內(nèi)毒素血癥時，兒茶酚胺釋放增多，特別是伴有休克時，兒茶酚胺釋放大大增加，并伴有組織缺血缺氧、酸中毒，以及兒茶酚胺氧化速度加快、氧自由基大量形成等。

二、補體的作用

對補體與自由基的生成無系統(tǒng)的研究，但部分資料表明，補體可影響活性氧的產(chǎn)生。某些補體成分可改變細(xì)胞的代謝，如果影響到線粒體的呼吸，氧自由基的產(chǎn)生就會增多。研究認(rèn)為，通過血清加熱處理滅活補體，可使中性粒細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基的量較對照組降低90%以上。如血清中缺乏C3和B因子，可使氧自由基的產(chǎn)生分別降低56%和68%，而其他因子如C19及C2、C4~7等的缺乏則對氧自由基的產(chǎn)生沒有影響。因此，補體與氧自由基產(chǎn)生的關(guān)系密切。

相反，氧自由基也可激活補體，形成互為因果的關(guān)系，內(nèi)毒素血癥及敗血癥時，補體系統(tǒng)被激活。在內(nèi)毒素血癥時，內(nèi)毒素的功能類似一個墊木，C3和B因子以及A蛋白在上面發(fā)生復(fù)合物的互相反應(yīng)，產(chǎn)生能裂解C3的復(fù)合物，并由此引發(fā)補體替代途徑。C3a和C5a的釋放使中性粒細(xì)胞在內(nèi)臟血管中聚集，引起組織缺氧，氧自由基產(chǎn)生。中性粒細(xì)胞的呼吸爆發(fā)過程也能產(chǎn)生大量自由基。

三、多型核白細(xì)胞的作用

血液和組織的吞噬細(xì)胞在使機體免受各種毒素及微生物侵入時起著非常重要的防御作用，當(dāng)G-桿菌及其代謝產(chǎn)物（內(nèi)毒素）侵入機體時，可激活這些吞噬細(xì)胞（中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞及其他多型核白細(xì)胞）。這些細(xì)胞在吞噬過程中能產(chǎn)生大量的氧自由基，其目的是殺死侵入的微生物，但若侵入的細(xì)菌或異物數(shù)量較大，就會導(dǎo)致細(xì)胞死亡，損傷組織細(xì)胞。

四、黃-嘌-呤氧化酶體系

內(nèi)毒素血癥或休克時，組織血中缺氧，組織細(xì)胞有氧氧化受抑制，而無氧酵解增加，這與內(nèi)毒素抑制有氧氧化關(guān)鍵酶及促進(jìn)無氧酵解酶有關(guān)，最后使ATP生成減少。同時，由于機體處于應(yīng)激狀態(tài)，代謝亢進(jìn)，所需ATP增多，因此消耗也增多，ATP也不斷分解為ADP、AMP、腺苷和次黃-嘌-呤。由于能量缺乏，各種需能活動受影響，鈉泵、鈣泵功能障礙，并造成Na+、Ca2+內(nèi)流增加。細(xì)胞內(nèi)鈣離子增加可激活蛋白水解酶，后者可將組織細(xì)胞中的黃-嘌-呤脫氫酶轉(zhuǎn)為黃-嘌-呤氧化酶。

五、磷脂-花生四烯酸途徑

內(nèi)毒素可直接激活磷脂酶A2，內(nèi)毒素血癥時，胞質(zhì)中Ca2+內(nèi)流，也可激活此酶，最后使磷脂酶A2活性增加，膜磷脂降解，花生四烯酸釋放增多，同時在環(huán)氧化酶作用下生成前列腺素（PGE2、PGH2、PGI2等）。在這個過程中伴有大量自由基的產(chǎn)生。花生四烯酸在脂加氧酶作用下生成白細(xì)胞三烯等，在12-脂加氧酶作用下生成羥十二碳四烯酸（12-HETE）。另外，還有許多途徑影響自由基的產(chǎn)生。總之，內(nèi)毒素血癥時，可通過吞噬細(xì)胞、黃-嘌-呤氧化酶及磷脂酶以及補體等使組織及血流內(nèi)的氧自由基含量增加，脂過氧化反應(yīng)加劇，最后損傷組織細(xì)胞，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。