Вирулентность патогенных микроорганизмов связана с токсинообразованием, инвазионностью, капсулообразованием, агрессивностью и другими факторами.

Микробные токсины. По характеру образования микробные токсины подразделяют на экзотоксины и эндотоксины. К экзотоксинам относят токсины, продуцируемые возбудителями ботулизма, столбняка, газовой анаэробной инфекции,  дифтерии, дизентерийными бактериями Григорьева-Шига, некоторыми видами стафилококков и гемолитических стрептококков. По своей химической структуре они принадлежат к белковым соединениям. Большая часть белковых токсинов катализирует определенные химические процессы, разрушает жизненно важные соединения, действует в ничтожно малых дозах, обладает скрытым периодом, подавляет защитные функции тканей.

Возбудители брюшного тифа, паратифов, дизентерии, гонореи, менингита и многие другие патогенные грамотрицательные бактерии не продуцируют экзотоксинов, они содержат эндотоксины. Эндотоксины более прочно связаны с телом бактерийной клетки, менее токсичны, действуют на организм в больших дозах, скрытый период у них исчисляется обычно часами, избирательное действие выражено слабо. По химической структуре эндотоксины относятся к глюцидо-липидным и полисахаридным соединениям или фосфолипидно- протеиновым комплексам. Полисахаридные токсины, несмотря на свое многообразие в химическом составе, характеризуются гемолитическим, лейкотоксическими (стафилококки, стрептококки) и нейротропными свойствами. Эндотоксины бактерий обладают многообразными эффектами – активация комплемента, некроз костного мозга.

Инвазионные свойства патогенных бактерий обусловлены наличием продукта их жизнедеятельности – гиалуронидазы, позволяющей вирулентным микробам проникать в ткани инфицированного организма (гемолитический стрептококк группы А, патогенный стафилококк, клостридии газовой гангрены).

Капсулообразование обеспечивает микробам устойчивость против фагоцитоза и антител, увеличивает их инвазионные свойства.  Так, например, сибиреязвенные бациллы не подвергаются фагоцитозу, в то время как бескапсульные формы легко фагоцитируются. Более высокая вирулентность капсульных форм бактерий связана с токсическими веществами, заключенными в капсуле. По химическому составу капсульное вещество у одних видов микробов состоит из сложных полисахаридов, у других – из протеинов. В организме животных и человека обладают способностью к образованию капсульных форм бацилла сибирской язвы, пневмококки, возбудители чумы и туляремии.

Факторы и способы агрессии возбудителей инфекций. Инфекционные агенты оказывают самое разнообразное действие на защитные (и другие) системы хозяина. Наряду со стимуляцией защитных механизмов – антител, клеточного иммунитета, активацией комплемента, системы макрофагов и нейтрофилов – микроорганизмы и паразиты оказывают многообразное повреждающее действие на иммунную систему: индукция стресса, геморрагических реакций (повреждение сосудов), аллергических реакций, аутоиммунитета (вплоть до системных тяжелых поражений), прямой токсический эффект на клетки и ткани, иммунодепрессия, развитие опухолей.

Очень часто вторичные повреждения превышают таковые, вызываемые непосредственно возбудителями. Многие паразиты и микробы выделяют вещества, обладающие токсическим действием на иммунную систему. Так, T.spiralis и F. Hepatica выделяют факторы токсичные для лимфоцитов, а L.tropica, T.gambiense – субстанции, подавляющие функцию лимфоцитов.

Иммуносупрессия при инфекциях может быть общей (подавление чаще Т - или/и В-клеточного иммунитета) например, при кори, лепре, туберкулезе, висцеральном лейшманиозе или специфической, чаще всего при длительно персистирующих инфекциях, в частности при инфицировании лимфоидных клеток (СПИД) или индукции антигенспецифических Т-супрессоров.

Предполагается, что в ряде ситуаций депрессия может быть связана с поликлональной активацией В-клеток, и/или активацией клеток-супрессоров (Т-клеток и макрофагов). При этом следует отметить, что способностью к поликлональной активации В-клеток обладают антигены многих бактерий (стрепто - стафилококков, сальмонелл, микобактерий), грибов (кандид и др.), паразитов (плазмодиев, трипаносом). Возбудители практически всех (особенно хронических) инфекций стимулируют супрессорные механизмы.