內毒素是革蘭氏陰性桿菌細胞壁的主要成分，對機體代謝的影響如對糖的利用障礙、氨基酸的消耗增加都是通過細胞因子實現的。在內毒素介導產生的諸多激素和介質中，最重要的是來自免疫系統和血管內皮細胞系統的細胞因子，主要包括腫瘤壞死因子、白細胞介素-1、白細胞介素-6、白細胞介素-8等。一般認為，單核巨噬細胞是產生細胞因子的主要細胞，故有“細胞因子工廣”之稱。
 

內毒素在創傷后機體的各種反應中起了觸發劑的作用，在激活產生的細胞因子中，腫瘤壞死因子-α可能起核心作用。其證據是注入腫瘤壞死因子后機體幾乎可出現膿毒癥的所有癥狀，用抗腫瘤壞死因子的抗體可以保護機體免受致死量脂多糖的損害。腫瘤壞死因子和脂多糖生物學特性有許多相似之處。機體在對脂多糖的反應中，腫瘤壞死因子-α是早期出現的細胞因子。腫瘤壞死因子-α在炎癥反應中是激活細胞級聯效應的主要介質，當細菌或脂多糖侵入機體后，腫瘤壞死因子-α在循環中可出現較早并迅速達到高峰，盡管半衰期很短，但足以誘導“次級”細胞因子（如白細胞介素-1、白細胞介素-6等）產生。

白細胞介素-1使中性粒細胞聚集和發生急性反應，它可由內毒素直接刺激巨噬細胞，也可由腫瘤壞死因子作用于巨噬細胞或通過刺激內皮細胞產生。白細胞介素- 1可引起T細胞增殖，誘導可溶性白細胞介素2受體的產生及增加可溶性白細胞介素受體的表達，和白細胞介素-4一起激活細胞，使其增殖和分泌免疫球蛋白。
 

腫瘤壞死因子-α和白細胞介素-1間有相互調控、促進或誘發釋放作用。動物實驗表明腫瘤壞死因子有誘導白細胞介素-1、白細胞介素-6合成的作用。另外，白細胞介素-1也可以誘導白細胞介素-6合成。白細胞介素-6還可由嚴重感染或脂多糖及其他一些細胞因子如白細胞介素-3、干擾素、前列腺素-F和集落刺激因子等誘導產生。在各種類型的腹部手術病人中發現血清白細胞介素–6水平和代表炎癥反應的C-反應蛋白（CRP）關系密切。白細胞介素-6和白細胞介素-1有協同作用，可促進未被刺激的B細胞生長和分化。在創傷或內毒素血癥的病理過程中，白細胞介素-6可大量產生，其水平與疾病的預后及患者的死亡有明顯關系。

白細胞介素-8是另一種參與炎癥反應的細胞因子，其濃度高低與疾病的嚴重程度相關。白細胞介素-8是一種低分子量的細胞因子，有激活中性粒細胞的作用。Kimberly等證明在注射脂多糖或白細胞介素-1后，當白細胞介素-8濃度達最高時，循環中中性粒細胞數從最初的粒細胞減少很快恢復，可能是由于白細胞介素-8能夠減少中性粒細胞粘附到內皮細胞上；它還可在炎癥過程中引起中性粒細胞向炎癥部位集聚。另外，它還能調節血管內皮的通透性。白細胞介素-8既可由脂多糖刺激產生，亦可由腫瘤壞死因子和白細胞介素-1刺激產生。早期局部產生的腫瘤壞死因子和白細胞介素-1可能有助于白細胞介素-8的表達。

白細胞介素-8還可減少急性炎癥時多核巨細胞的聚集，所以白細胞介素-8可能有減輕炎癥的作用。在炎癥反應發生后，體內出現作用廣泛而復雜的細胞因子，它們之間形成了細胞因子網絡，這個網絡具有調節作用，其中有的起促進（上調）作用，另一些則起抑制（下調）作用，從而而使這一系統更加完善。