早期的研究通過將15NH3摻入硝酸鹽，測定尿中硝酸鹽及亞硝酸鹽的排泄量來獲得間接證據。研究確實發現，內毒素血癥患者以及給予內毒素的動物的尿中硝酸鹽排量增加。為使左旋精氨酸-一氧化氮途徑參與該過程的結論成立，則須證實以下假設：①在患者身體中，硝酸鹽不是來源于侵入的細菌。②所測定的產物僅來自于一氧化氮，而且可精確反映其產量。已有實驗證據表明，精氨酸水平在內毒素血癥患者確實有所下降，特別是那些最終死亡的患者。然而一些更為直接的證據顯示，一氧化氮的產量依賴于其底物的供量，而且由于精氨酸在免疫反應中擔當非特異性的免疫調節劑，因此有理由認為在內毒素血癥患者中，它的含量的下降可能僅為免疫反應的結果。

1989 年，Vane等發現了細菌脂多糖（LPS）刺激一氧化氮產生的第一個直接證據。實驗將小牛的主動脈內皮細胞與脂多糖孵育，并加入吲哚美辛以抑制前列腺素合成，此時釋放出一種能夠抑制血小板聚集的物質，且超氧化物歧化酶SOD和左旋精氨酸能夠加強其作用，但右旋精氨酸不能增強其作用；而L-NMMA和氧合血紅蛋白卻能夠抑制該反應。這些實驗表明，脂多糖可誘導培養內皮細胞中一氧化氮的生成增加。在此基礎上，得出內皮細胞釋出一氧化氮參與早期休克的結論。

第二項直接證據曾于1989年倫敦生理學協會上作交流，該報道揭示，離體大鼠血管經內毒素預處理后，腎上腺素對它的縮血管效應明顯降低，然而，L-NMMA可使其縮血管效應恢復，因此血管反應性的失調與左旋精氨酸-一氧化氮途徑有關。由于該實驗采用剝除了內皮細胞的血管，所以這種反應并不依賴于血管內皮細胞。

上述的兩項證據表明，脂多糖能夠刺激血管內皮細胞及血管壁的其他組成細胞產生一氧化氮或一氧化氮樣物質，從而證實了內毒素誘導的血管低反應性的根本原因在于左旋精氨酸-一氧化氮途徑的激活。