(2)内毒素:志贺菌有强烈的内毒素,内毒素作用于肠壁，使其通透性增高，进一步促进内毒素的吸收，引起全身中毒症状如发热、神志障碍，溶血性尿毒综合症(HUS)，甚至中毒性休克。内毒素作用于肠壁植物神经系统，使肠道功能紊乱、肠蠕动共济失调和痉挛，尤其是直肠括约肌痉挛最明显，因而发生绞痛，里急后重等症状。内毒素还作用于粘膜上皮细胞，使其失去吸收能力而造成腹泻。内毒素破坏粘膜,形成炎症、溃疡,呈现典型的脓血粘液便。
(3)外毒素：亦称志贺毒素丁志贺毒素具有三种生物学活性:肠毒素性、细胞毒性和神经毒性,肠毒素性具有肠产毒性大肠埃希菌(ETEC)和霍乱弧菌肠毒素的活性，引起水样腹泻。细胞毒性对人肝细胞、猴肾细胞和Hela细胞均有毒性。毒素的活性中心作用于60s核糖体而抑制蛋白质的合成，杀死肠道上皮细胞。神经毒性可作用于中枢神经系统。