注射内毒素可引起高血糖和糖原耗竭。许多研究发现，大鼠注射亚致死量的内毒素，肝糖原含量迅速降低；而肾上腺切除的大鼠，（每天注射0. 1mg醋酸可的松或0.5mg醋酸脱氧皮质酮），给予同样剂量的内毒素﹐肝糖原含量无显著变化，明显避免了内毒素引起的肝糖原分解作用。认为亚致死量的内毒素并不直接作用于肝脏，而是通过刺激交感神经兴奋，促进肾上腺素的释放，进而引起肝糖原的分解。

实际上亚致死量内毒素能引起狗肾上腺静脉血儿茶酚胺浓度显著升高。用中等剂量的内毒素（LD₃₀）可使血浆去甲肾上腺素升高8倍，肾上腺素升高20倍。动物经内毒素处理后﹐肾上腺髓质和交感神经系统的活性亦明显增强。因此，内毒血症早期出现高血糖为特征的糖代谢变化中，儿茶酚胺升高是重要因素。

内毒素血症早期出现高血糖，随后逐渐转为低血糖，尤为内毒素休克晚期常伴有严重低血糖症。其主要原因是内毒素一方面通过促进肾上腺素分泌，加速肝糖原分解而引起肝糖原耗竭；另一方面内毒素可明显抑制肝糖原合成酶和糖异生关键酶的活性，减少肝糖原的合成与储存。内毒素休克晚期低血糖发生与糖异生作用受抑制有直接关系。动物注射LD₅₀剂量的内毒素，发现¹⁴C-丙氨酸向葡萄糖的转变明显受阻（-40%~-50%）。由乳酸、丙氨酸、丙酮酸为底物的糖异生作用也明显减弱。用低剂量的内毒素同样抑制以乳酸、丙酮酸、丙氨酸、门冬氨酸、脯氨酸和谷氨酰胺为底物的糖异生作用。

内毒素休克肝脏生成葡萄糖能力受损是造成低血糖症的直接原因。革兰阴性细菌感染或注射致死量内毒素大鼠的肝组织切片显示其糖原生成能力严重受损。肝脏葡萄糖-6磷酸酶（G-6-Pase）活性降低，而磷酸果糖激酶-1（PFK-1）活性增强3~4倍。结果使糖异生两种底物（葡萄糖-6磷酸和果糖6-磷酸）浓度降低。LPS还明显抑制丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）两种糖异生关键酶的基因表达和蛋白质含量。LPS还可抑制胰高血糖素和糖皮质激素对PEPCK的诱导表达。注射LPS大鼠，发现iNOS活性升高与PEPCK 活性受抑制明显相关。用外源NO供体SNAP（S-nitroso-N-acetyl penicillamine）与大鼠肝切片孵育，发现肝脏葡萄糖生成受抑制与NO生成有极好的相关性。NO抑制糖异生所需浓度<800nmol/L。