内毒素血症时，分泌异常的激素主要为一些分解代谢性激素，如皮质醇、胰高血糖素、儿茶酚胺、胰岛素等均分泌增加。
儿茶酚胺包括去甲肾上腺素、肾上腺素和多巴胺三种。肾上腺素是由肾上腺髓质分泌的，去甲肾上腺素和多巴胺是由交感神经末梢分泌的，两者都受交感神经支配。交感神经对内毒素具有较高的应激性，在内毒素血症或内毒素休克时，其兴奋性增高，儿茶酚胺分泌增加。儿茶酚胺具有强力收缩血管的作用，当其分泌增加时，微血管产生强烈收缩，以维持血压，保证重要器官的血液供应。但长时期的收缩将影响组织的血液供给，引起缺血缺氧、酸中毒等一系列后果。休克后期，儿茶酚胺耗竭或组织血管对儿茶酚胺敏感性下降，可造成微血管的麻痹性扩张。
儿茶酚胺分泌增多也可影响糖、蛋白质，脂肪的代谢，表现为糖原分解、糖异生增多，蛋白分解以及脂肪氧化。这些作用除了儿茶酚胺直接作用外，可能还通过促使胰岛素、胰高血糖素及皮质醇等激素的分泌来调节，单一激素不能解释所有的变化。有人用皮质醇、肾上腺素及胰高血糖素三激素联合输入志愿者体内，发现心率、呼吸及脉搏增快，还观察到机体的高代谢、负氮平衡，内源性葡萄糖产生增加、胰岛素耐受、钠潴留和白细胞增多等现象，这些改变与内毒素休克及其他危重患者的典型症状类似。
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