内毒素是革兰氏阴性杆菌细胞壁的主要成分，对机体代谢的影响如对糖的利用障碍、氨基酸的消耗增加都是通过细胞因子实现的。在内毒素介导产生的诸多激素和介质中，最重要的是来自免疫系统和血管内皮细胞系统的细胞因子，主要包括肿瘤坏死因子、白细胞介素-1、白细胞介素-6、白细胞介素-8等。一般认为，单核巨噬细胞是产生细胞因子的主要细胞，故有“细胞因子工广”之称。

内毒素在创伤后机体的各种反应中起了触发剂的作用，在激活产生的细胞因子中，肿瘤坏死因子-α可能起核心作用。其证据是注入肿瘤坏死因子后机体几乎可出现脓毒症的所有症状，用抗肿瘤坏死因子的抗体可以保护机体免受致死量脂多糖的损害。肿瘤坏死因子和脂多糖生物学特性有许多相似之处。机体在对脂多糖的反应中，肿瘤坏死因子-α是早期出现的细胞因子。肿瘤坏死因子-α在炎症反应中是激活细胞级联效应的主要介质，当细菌或脂多糖侵入机体后，肿瘤坏死因子-α在循环中可出现较早并迅速达到高峰，尽管半衰期很短，但足以诱导“次级”细胞因子（如白细胞介素-1、白细胞介素-6等）产生。

白细胞介素-1使中性粒细胞聚集和发生急性反应，它可由内毒素直接刺激巨噬细胞，也可由肿瘤坏死因子作用于巨噬细胞或通过刺激内皮细胞产生。白细胞介素- 1可引起T细胞增殖，诱导可溶性白细胞介素2受体的产生及增加可溶性白细胞介素受体的表达，和白细胞介素-4一起激活细胞，使其增殖和分泌免疫球蛋白。

肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-1间有相互调控、促进或诱发释放作用。动物实验表明肿瘤坏死因子有诱导白细胞介素-1、白细胞介素-6合成的作用。另外，白细胞介素-1也可以诱导白细胞介素-6合成。白细胞介素-6还可由严重感染或脂多糖及其他一些细胞因子如白细胞介素-3、干扰素、前列腺素-F和集落刺激因子等诱导产生。在各种类型的腹部手术病人中发现血清白细胞介素–6水平和代表炎症反应的C-反应蛋白（CRP）关系密切。白细胞介素-6和白细胞介素-1有协同作用，可促进未被刺激的B细胞生长和分化。在创伤或内毒素血症的病理过程中，白细胞介素-6可大量产生，其水平与疾病的预后及患者的死亡有明显关系。

白细胞介素-8是另一种参与炎症反应的细胞因子，其浓度高低与疾病的严重程度相关。白细胞介素-8是一种低分子量的细胞因子，有激活中性粒细胞的作用。Kimberly等证明在注射脂多糖或白细胞介素-1后，当白细胞介素-8浓度达最高时，循环中中性粒细胞数从最初的粒细胞减少很快恢复，可能是由于白细胞介素-8能够减少中性粒细胞粘附到内皮细胞上；它还可在炎症过程中引起中性粒细胞向炎症部位集聚。另外，它还能调节血管内皮的通透性。白细胞介素-8既可由脂多糖刺激产生，亦可由肿瘤坏死因子和白细胞介素-1刺激产生。早期局部产生的肿瘤坏死因子和白细胞介素-1可能有助于白细胞介素-8的表达。

白细胞介素-8还可减少急性炎症时多核巨细胞的聚集，所以白细胞介素-8可能有减轻炎症的作用。在炎症反应发生后，体内出现作用广泛而复杂的细胞因子，它们之间形成了细胞因子网络，这个网络具有调节作用，其中有的起促进（上调）作用，另一些则起抑制（下调）作用，从而而使这一系统更加完善。