ATP是細(xì)胞能量的來源，在缺氧狀態(tài)下，無氧酵解所產(chǎn)生的ATP不能滿足代謝所需，細(xì)胞ATP含量下降，除了組織缺氧因素外，其他因素如氧化反應(yīng)、NO和組織酸中毒等也可使ATP耗盡。ATP耗盡可影響肌動蛋白，抑制單體肌動蛋白轉(zhuǎn)為F-肌動蛋白，因此細(xì)胞骨架系統(tǒng)受到破壞，使上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞通透性增加。

ATP耗盡導(dǎo)致上皮細(xì)胞通透性增加的另一因素是細(xì)胞內(nèi)外Ca2+梯度紊亂。Ca2+對上皮通透性的作用非常復(fù)雜。細(xì)胞外Ca2+濃度的提高有利于緊密連接的形成，細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度增加可使細(xì)胞通透性增加。正常時上皮細(xì)胞外與胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度梯度為10000倍，Ca2+梯度的形成部分受滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體鈣質(zhì)控制，使Ca2+進(jìn)入細(xì)胞器內(nèi)。細(xì)胞內(nèi)外Ca2+梯度的形成還受胞膜上的鈣泵控制，其也需消耗ATP，使細(xì)胞內(nèi)的鈣泵出至細(xì)胞外，形成梯度。ATP耗盡使細(xì)胞內(nèi)的鈣離子不能有效地被泵到細(xì)胞外，大量鈣離子貯存在細(xì)胞內(nèi)，使緊密連接不良，并增加細(xì)胞旁通透性。

細(xì)胞內(nèi)的Ca2+離子水平還受Na+-Ca2+交換機(jī)制影響。在ATP供給充足情況下，細(xì)胞內(nèi)外進(jìn)行Na+-K+交換，在 Na+泵出細(xì)胞外的同時，Ca2+被泵入細(xì)胞內(nèi)。