En plus de la «réponse immunitaire» protectrice, la sepsie se caractérise par une «réponse endothéliale» destructive de l'hôte, conduisant à une endothéliopathie et à son dysfonctionnement moléculaire.

L'activation du complément génère un complexe d'attaque membranaire (MAC). Le MAC provoque la formation de canaux vers la membrane cellulaire de l'agent pathogène, entraînant la mort de micro-organismes. Dans l'hôte, le MAC peut également induire la formation de canaux vers des cellules endothéliales (CE) passives innocentes et ces dernières ne peuvent pas être protégées. Cela provoque une endothéliopathie, qui active deux voies moléculaires indépendantes: l'inflammation et la microthrombose. La voie inflammatoire activée favorise la libération de cytokines inflammatoires et déclenche l'inflammation.

La voie microthrombotique activée intervient dans l'activation plaquettaire et l'exocytose de multimères de facteur de Willebrand (ULVWF) exceptionnellement grands à partir de CE et initie la microthrombogenèse. Les ULVWF libérés de manière excessive deviennent ancrés dans les CE sous forme de longues chaînes allongées et recrutent des plaquettes activées pour assembler des complexes plaquettes-ULVWF et former des «microthrombi». Ces chaînes de microthrombi déclenchent une microthrombose intravasculaire disséminée (DIT), qui est la pathologie sous-jacente de la maladie microthrombotique vasculaire associée à une endothéliopathie (EA-VMTD).

L'endothéliopathie induite par le sepsis favorise l'inflammation et le DIT. L'inflammation produit une réponse inflammatoire et le DIT orchestre la thrombocytopénie de consommation, l'anémie hémolytique microangiopathique et le syndrome de dysfonctionnement multiorganique (MODS). Le syndrome de réponse inflammatoire systémique (SIRS) est un phénotype combiné d'inflammation et de DVTD associé à une endothéliopathie. Une conception thérapeutique réussie de la septicémie peut être obtenue en contrecarrant la microthrombogenèse pathologique.

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