內毒素血癥時，分泌異常的激素主要為一些分解代謝性激素，如皮-質-醇、胰高血糖素、兒茶酚胺、胰島素等均分泌增加。

兒茶酚胺包括去-甲-腎-上-腺-素、腎上腺素和多巴胺三種。腎上腺素是由腎上腺髓質分泌的，去-甲-腎-上-腺-素和多巴胺是由交感神經末梢分泌的，兩者都受交感神經支配。交感神經對內毒素具有較高的應激性，在內毒素血癥或內毒素休克時，其興奮性增高，兒茶酚胺分泌增加。兒茶酚胺具有強力收縮血管的作用，當其分泌增加時，微血管產生強烈收縮，以維持血壓，保證重要器官的血液供應。但長時期的收縮將影響組織的血液供給，引起缺血缺氧、酸中毒等一系列后果。休克后期，兒茶酚胺耗竭或組織血管對兒茶酚胺敏感性下降，可造成微血管的麻痹性擴張。

兒茶酚胺分泌增多也可影響糖、蛋白質，脂肪的代謝，表現為糖原分解、糖異生增多，蛋白分解以及脂肪氧化。這些作用除了兒茶酚胺直接作用外，可能還通過促使胰島素、胰高血糖素及皮-質-醇等激素的分泌來調節，單一激素不能解釋所有的變化。有人用皮-質-醇、腎上腺素及胰高血糖素三激素聯合輸入志愿者體內，發現心率、呼吸及脈搏增快，還觀察到機體的高代謝、負氮平衡，內源性葡萄糖產生增加、胰島素耐受、鈉潴留和白細胞增多等現象，這些改變與內毒素休克及其他危重患者的典型癥狀類似。