嚴重創傷感染、膿毒血癥（sepsis）可引起機體包括體溫升高、體重降低和能量耗損的高（超）代謝反應。其主要致病因素是由細菌內毒素，即脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）刺激體內多種髓系細胞（單核/巨噬細胞）和（或）非髓系細胞（內皮細胞/平滑肌細胞）活化，產生一系列致炎介質（proinflammatory mediator），如TNF、IL-1、IL-6、NO和PGE，等參與機體急性相反應（acute phase responses，APR）的結果。內毒素對細胞代謝的作用是多方面的，對機體具有雙重意義，既有利又有弊。

嚴重感染或膿毒血癥時，機體出現進行性能量代謝障礙，組織攝取氧能力顯著降低，結果組織細胞缺氧而靜脈血氧濃度升高；細胞內氧利用障礙，導致循環血中乳酸含量增多。

給大鼠靜脈注射LPS（3mg/kg體重）4h，肝線粒體超微結構發生明顯損傷，第3態呼吸功能明顯受抑制。LPS及炎癥細胞因子誘導NO生成增多，可抑制平滑肌細胞、肝實質細胞、巨噬細胞和星形膠質細胞以及心肌細胞線粒體電子傳遞呼吸鏈功能，使氧化磷酸化中斷。NO可直接損傷呼吸鏈中的鐵-硫中心，又可對呼吸鏈的復合物Ⅰ、復合物Ⅱ產生不可逆的抑制作用。NO還可與細胞色素氧化酶競爭結合O2，使ATP生成受抑制，同時引起呼吸鏈產生氧自由基（H2O2、O?-）增多。促使NO進一步與O?-形成過氧化硝基化合物（ONOO-）。這種相對穩定的強氧化劑除了對細胞造成強烈的損害作用，并可反饋損傷電子傳遞鏈和線粒體功能。

ONOO-還可抑制超氧物歧化酶（SOD）活性，造成更多的O?-堆積，從而形成一種自身催化的能量代謝障礙的惡性循環。ONOO-除了抑制巨噬細胞、血管內皮細胞和心肌細胞的呼吸功能，同時還激活多聚（ADP-核糖）轉移酶（PARS），催化ADP-核糖化反應，消耗細胞內NAD+。NO抑制三羧酸循環中的順-烏頭酸酶和蘋果酸脫氫酶活性，引起三羧酸循環障礙。最近證明LPS促進多種組織線粒體解偶聯蛋白（uncoupling protein，UCP）基因表達，取消線粒體內膜的跨膜質子梯度。造成細胞能量代謝障礙，ATP生成減少，最終導致細胞死亡。