青霉素引起的過敏性休克屬于一型變態反應,機體與致敏原接觸后形成特異的免疫球蛋白,吸附于肥大細胞和嗜堿性粒細胞的表面,處于致敏狀態。已致敏的人再次接觸同種抗原時,吸附在細胞上的ige與致敏原結合,引起這些細胞的脫顆粒及釋放組織胺,緩激肽,六羥四胺麥反應物質等,從而引起一系列的變態反應。
近年認為人體變態反應與β受體阻斷有關,腺苷酸環化酶是β受體的一種,過敏體質于此酶缺乏有關。當β腎上腺素能神經興奮時,可使細胞內環磷腺苷增多,抑制抗體形成,阻止組織胺釋放。變態反應時全身毛細血管擴張,滲透性增加,血管內血漿可在十秒內滲出到組織間隙,導致有效循環血容量迅速降低靜脈回心血量減少,心排血量下降,進而內臟器官灌注量明顯不足而致休克。