內(nèi)毒素在機(jī)體中主要通過單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞發(fā)揮其生物學(xué)作用，因此巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞是內(nèi)毒素在機(jī)體的主要效應(yīng)細(xì)胞。內(nèi)毒素通過單核-巨噬細(xì)胞上的CD14、TLR4等受體進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，激活一系列酶學(xué)反應(yīng)，促使轉(zhuǎn)錄因子激活或轉(zhuǎn)位入細(xì)胞核內(nèi)，調(diào)節(jié)許多基因的表達(dá)，通過大量的細(xì)胞因子和炎癥介質(zhì)發(fā)揮作用，使機(jī)體出現(xiàn)發(fā)熱、低血壓、DIC等不良反應(yīng)；也促進(jìn)單核-巨噬細(xì)胞的活性增強(qiáng)，如吞噬細(xì)菌及其產(chǎn)物能力增強(qiáng)；同時(shí)其膜上受體表達(dá)也發(fā)生變化，如CD14，CD18等表達(dá)上調(diào)，使其免疫應(yīng)答能力增強(qiáng)，這是T NF-α和IL-1、IL-6分泌的重要來源。

巨噬細(xì)胞是機(jī)體的重要職業(yè)性吞噬細(xì)胞之一，內(nèi)毒素激活巨噬細(xì)胞后，巨噬細(xì)胞表現(xiàn)出形態(tài)改變（漿膜呈現(xiàn)不規(guī)則波浪形、細(xì)胞器增加，膜分子表達(dá)改變），代謝增強(qiáng)（胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成以及ATP生產(chǎn)增加，磷酸戊糖代謝增強(qiáng)）及功能增強(qiáng)（吞噬率及吞噬速度增高，殺菌及殺腫瘤細(xì)胞能力增強(qiáng)，分泌活性以及抗原呈遞能力增強(qiáng)）等。當(dāng)其生物學(xué)功能大大增強(qiáng)時(shí)，同時(shí)分泌HLE，HLE可以裂解多種受體分子如CD14，CD18，減弱其對(duì)內(nèi)毒素的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)作用，減輕炎癥反應(yīng)。

巨噬細(xì)胞受到內(nèi)毒素刺激后，細(xì)胞內(nèi)非溶酶體酶如乳酸脫氫酶、亮氨酸萘胺酶以及分泌到胞質(zhì)的溶酶休酶如酸性磷酸酶、β-N -乙酰葡萄糖胺酶均增加，因此吞噬和殺菌能力也隨之增加。可見巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞對(duì)的激活可給機(jī)體帶來雙重作用。Heagy等發(fā)現(xiàn)，有許多外周單核細(xì)胞（<15%左右）并不對(duì)LPS發(fā)生反應(yīng)，說明在同一個(gè)個(gè)體中單核細(xì)胞對(duì)的LPS反應(yīng)存在巨大的差異，可能存在一個(gè)非識(shí)別的、非基因組的控制系統(tǒng)決定LPS 的反應(yīng)，是單核細(xì)胞的“黑洞（black hole）"現(xiàn)象。