严重创伤感染、脓毒血症（sepsis）可引起机体包括体温升高、体重降低和能量耗损的高（超）代谢反应。其主要致病因素是由细菌内毒素，即脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）刺激体内多种髓系细胞（单核/巨噬细胞）和（或）非髓系细胞（内皮细胞/平滑肌细胞）活化，产生一系列致炎介质（proinflammatory mediator），如TNF、IL-1、IL-6、NO和PGE，等参与机体急性相反应（acute phase responses，APR）的结果。内毒素对细胞代谢的作用是多方面的，对机体具有双重意义，既有利又有弊。

严重感染或脓毒血症时，机体出现进行性能量代谢障碍，组织摄取氧能力显著降低，结果组织细胞缺氧而静脉血氧浓度升高；细胞内氧利用障碍，导致循环血中乳酸含量增多。

给大鼠静脉注射LPS（3mg/kg体重）4h，肝线粒体超微结构发生明显损伤，第3态呼吸功能明显受抑制。LPS及炎症细胞因子诱导NO生成增多，可抑制平滑肌细胞、肝实质细胞、巨噬细胞和星形胶质细胞以及心肌细胞线粒体电子传递呼吸链功能，使氧化磷酸化中断。NO可直接损伤呼吸链中的铁-硫中心，又可对呼吸链的复合物Ⅰ、复合物Ⅱ产生不可逆的抑制作用。NO还可与细胞色素氧化酶竞争结合O2，使ATP生成受抑制，同时引起呼吸链产生氧自由基（H2O2、O₂-）增多。促使NO进一步与O₂-形成过氧化硝基化合物（ONOO-）。这种相对稳定的强氧化剂除了对细胞造成强烈的损害作用，并可反馈损伤电子传递链和线粒体功能。

ONOO-还可抑制超氧物歧化酶（SOD）活性，造成更多的O₂-堆积，从而形成一种自身催化的能量代谢障碍的恶性循环。ONOO-除了抑制巨噬细胞、血管内皮细胞和心肌细胞的呼吸功能，同时还激活多聚（ADP-核糖）转移酶（PARS），催化ADP-核糖化反应，消耗细胞内NAD+。NO抑制三羧酸循环中的顺-乌头酸酶和苹果酸脱氢酶活性，引起三羧酸循环障碍。最近证明LPS促进多种组织线粒体解偶联蛋白（uncoupling protein，UCP）基因表达，取消线粒体内膜的跨膜质子梯度。造成细胞能量代谢障碍，ATP生成减少，最终导致细胞死亡。