Ngoài các yếu tố gây bệnh của vi khuẩn Salmonella như khả năng bám dính, xâm nhập tế bào, chúng còn sản sinh ra ít nhất ra ba loại độc tố đó là độc tố đường ruột (enterotoxin), nội độc tố (endotoxin) và độc tố tế bào (cytotoxin).
+ Độc tố đường ruột (enterotoxin)
Là loại độc tố thường xuyên được vi khuẩn tiết vào môi trường. Các enterotoxin của Salmonella có cấu trúc giống enterotoxin do E. coli sản sinh.
Gen quy định khả năng sản sinh enterotoxin nằm trên plasmid, di truyền bằng tiếp hợp, có thể truyền từ S.typhimurium sang cho E. coli. Enterotoxin tạo sự rút nước từ cơ thể vào lòng ruột gây tiêu chảy. Độc tố enterotoxin của vi khuẩn Salmonella có hai thành phần chính là độc tố thẩm xuất nhanh (RPF) và độc tố thẩm xuất chậm (DPF).
Độc tố thẩm xuất nhanh của Salmonella có cấu trúc và hoạt tính giống với độc tố chịu nhiệt (ST) của E. coli. Độc tố này có trọng lượng phân tử hơn 90.000, chịu được nhiệt độ 1000C trong 4 giờ nhưng bị phá huỷ nhanh nếu hấp dưới áp suất cao và bền vững ở nhiệt độ thấp thậm chí ở nhiệt độ - 200C. Độc tố chịu nhiệt này thực hiện khả năng thẩm xuất nhanh sau 1 - 2h và có thể kéo dài 48h.
Độc tố thẩm xuất chậm của Salmonella có cấu trúc và thành phần giống độc tố không chịu nhiệt (LT) của E. coli nên được gọi là độc tố không chịu nhiệt
của Salmonella (Heat - Labiletoxin: LT). Độc tố này bị phá huỷ ở nhiệt độ 700C
sau 30 phút và 560C sau 4 giờ. LT của Salmonella làm thay đổi quá trình rút nước từ cơ thể vào ruột non, gây nên tiêu chảy. Độc tố LT thực hiện chức năng thẩm xuất chậm từ 18 - 24h và có thể kéo dài 36 - 48h.
Độc tố đường ruột chỉ hình thành trong điều kiện invivo và trong nuôi cấy kị khí. Độc tố đường ruột tác động vào ruột và hệ thần kinh.
+ Nội độc tố (endotoxin)
Thành phần chủ yếu của endotoxin là lippopolysaccharide (LPS). LPS là một thành phần cơ bản cấu tạo màng ngoài tế bào vi khuẩn Salmonella, giữ vai trò là một yếu tố độc lực quan trọng của chúng. Endotoxin được giải phóng từ tế
bào vi khuẩn trong quá trình phát triển hoặc do tế bào vi khuẩn bị phân giải. Trước khi thể hiện độc tính của mình, LPS cần phải liên kết với các thụ thể tế bào (các receptor bề mặt tế bào). Trên bề mặt tế bào mẫn cảm LPS như tế bào lympho B, lympho T, tế bào đại thực bào, tiểu cầu, tế bào gan, lách…tồn tại các receptor liên kết với LPS.
Nội độc tố gây độc cao có thể gây chết chuột lang trong vòng 48h với bệnh tích ở ruột non như xung huyết, mảng payer phù nề, có khi hoại tử, gây triệu chứng hôn mê, co giật.
+ Độc tố tế bào (cytotoxin)
Thành phần của cytotoxin không phải là lippopolysaccharide (Non - LPS) nằm ở màng ngoài vi khuẩn Salmonella. Đặc tính chung của cytotoxin là khả năng ức chế tổng hợp protein của tế bào Eukaryotic, đặc tính quan trọng là làm tổn thương tế bào biểu mô. Đa phần độc tính của chúng bị phá huỷ bởi nhiệt.
+ Plasmid - cơ quan di truyền của các yếu tố độc lực của vi khuẩn Salmonella.
Plasmid là cơ quan cần thiết di truyền các yếu tố độc lực của rất nhiều chủng
Salmonella. Mỗi serotype chứa một số lượng lớn (khoảng từ 50-100) plasmid.
Những vi khuẩn có các plasmid di truyền yếu tố độc lực có khả năng trao đổi cho nhau làm cho yếu tố độc lực được nhân rộng nhanh trong quần thể vi khuẩn.