内毒素血症可以出现在多系统的多种疾病中，通常导致致死性感染性休克、多器官功能衰竭、弥漫性血管内凝血等，病死率极高。
内毒素血症可引起一系列病理生理改变：
①发热反应：内毒素直接作用于下丘脑体温调节中枢，或作用于白细胞使之释放内原性致热原
②促使血管活性物质如缓激肽、组胺、5-羟色胺等释放，使血压下降，导致微循环障碍即中小血管动脉粥样硬化
③引起白细胞和血小板减少，激活凝血、纤溶系统，产生出血倾向；弥漫性血管内凝血，如脑血栓等
④经C3旁路或经典途径激活补体
⑤直接或间接损害肝脏，如脂肪肝等；引起糖代谢紊乱及酶学、蛋白代谢的改变，如糖尿病等
⑥激活白三烯、前列腺素、巨噬细胞、单核细胞及内皮细胞活性即产生亚急性和慢性的炎症反应。
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