При бактеріємії та токсинемії в організмі утворюється велика кількість вільних радикалів і продуктів перекисного окислення ліпідів. Вільні радикали спричинюють лізис клітинних мембран, інактивують протеази, фрагментують нуклеїнові кислоти, розщеплюють основну речовину сполучної тканини — гіалуронову кислоту, а також колаген. Активізація перекисного окислення ліпідів зумовлює деструктивні зміни цитоплазматичних та інших мембран, порушення іонного транспорту, пригнічення реплікації ДНК, синтезу білка, зменшення у мікросомах печінки цитохрому Р-450.