Alte concentrazioni plasmatiche di TNF-alfa possono causare shock settico, con MOF: multi organ failure e morte. La prolungata esposizione a basse concentrazioni di TNF può portare a cachessia, una sindrome che porta alla deplezione del patrimonio proteico e lipidico dei tessuti (in particolare muscolare e adiposo). Questo tipo di risposta si riscontra nei pazienti affetti da tumore.