血管內皮細胞的損傷是動脈粥樣硬化形成的起始步驟，內毒素及其誘導物對血管內皮細胞的損傷作用已得到許多資料證實。據報道，內毒素可直接損傷血管內皮細胞，并呈現劑量依賴性，更多的資料表明，內毒素對血管內皮細胞的作用有賴于中性粒細胞的存在。內毒素可激活中性粒細胞和單核巨噬細胞，使之粘附血管內皮細胞的能力增強。中性粒細胞或單核細胞與血管內皮細胞粘附后可通過氧自由基的產生或溶酶體酶的釋放導致血管內皮細胞的損傷，但是Sacedley等認為，上述損傷效應主要與中性粒細胞釋放的彈力纖維酶有關，并不被各種氧自由基清除劑所抑制，因為他們發現，慢性肉芽腫病人（不產生H2O2）的中性粒細胞被脂多糖激活后也可以產生血管內皮細胞損傷效應。相反，特異絲氨酸彈力纖維酶抑制劑可分別抑制中性粒細胞及其彈力纖維酶誘導的血管內皮細胞損傷。

最近﹐楊自力等在培養人臍靜脈血管內皮細胞（HVVEC），并且用脂多糖致損傷中發現，一氧化氮在血管內皮細胞損傷中具有一定的作用。近年來研究表明，一氧化氮是一種具有雙重作用的信使分子和毒性分子。生理條件下，血管內皮持續釋放小劑量氧化氮作為信使分子，作用于緊鄰的血管平滑肌，使后者處于一定的舒張狀態；此外，小劑量的氧化氮還能抑制紅細胞粘附和血小板聚集。

但當血管內皮細胞受到內毒素、白細胞介素-1和腫瘤壞死因子等炎性因子的作用時，誘導NOmRNA表達，一氧化氮合成大量增加。實驗表明，隨著一氧化氮的增加，氧自由基的生成也增加，反映臍靜脈血管內皮細胞損傷的指標LDH亦急劇增加，唐海蘭等也作了類似的報道。推測一氧化氮與氧自由基有某種相互作用的關系，結果導致臍靜脈血管內皮細胞損傷。此外，內毒素可活化補體系統。后者，尤其是C5a可加強活化的中性粒細胞產生氧自由基的能力，并誘導單核細胞釋放白細胞介素-1，提示補體系統在內毒素介導的血管內皮細胞損傷中具有重要意義。