U krvotok se oslobađa velika količina mišićnog proteina mioglobina. Molekuli mioglobina su preveliki za bubrežne filtere, te ih fizički blokiraju i oštećuju, što dovodi do akutnog otkazivanja bubrega koje zahteva hitnu dijalizu.

Rabdomioliza: Usled direktnog termičkog oštećenja mišićnih ćelija na visokim temperaturama tela (iznad (40 stepeni C), dolazi do njihovog pucanja.

Pad glomerularne filtracije: Zbog opšte preraspodele krvi i dehidratacije, bubrezi dobijaju minimalno krvi. Proizvodnja urina se drastično smanjuje, a toksini počinju da se akumuliraju u telu.

Akutna insuficijencija bubrega i rabdomiolizaBubrezi su među prvim organima koji stradaju tokom toplotnog stresa usled kombinovanog toksičnog i mehaničkog udara.

Sistemski inflamatorni odgovor (SIRS): Prodor endotoksina u krvotok izaziva masovnu imunološku reakciju tela, sličnu sepsi. Dolazi do oštećenja endotela (unutrašnjeg sloja) svih krvnih sudova u telu i pokretanja diseminovane intravaskularne koagulacije (DIK).

Sindrom "propustljivih creva": Usled nedostatka krvi, sluzokoža creva trpi oštećenja i njene ćelijske veze popuštaju. Bakterije i toksini (endotoksini) iz digestivnog trakta prelaze direktno u krvotok.

Ishemija unutrašnjih organa i sistemska upalaPošto je većina krvi poslata u kožu, vitalni unutrašnji organi trpe akutni nedostatak kiseonika i hranljivih materija (ishemija).

 Krv postaje viskozna (gusta), protok se usporava, a rizik od formiranja krvnih ugrušaka (tromba) raste eksponencijalno. Ovi ugrušci blokiraju arterije, izazivajući ishemijski šlog u mozgu ili emboliju pluća.

Formiranje tromba: Kako plazma opada, koncentracija crvenih krvnih zrnaca (eritrocita) i trombocita u jedinici krvi raste (hemokoncentracija).

Dehidratacija usled znojenja: Telo gubi litre tečnosti kroz znoj pokušavajući da se rashladi evaporacijom. Ako se tečnost ne nadoknađuje, zapremina krvne plazme drastično opada.

Hemokoncentracija i hiperkoagulabilnost (Zgušnjavanje krvi)Dugotrajno izlaganje toploti pokreće procese koji krv čine gustom i sklonom zgrušavanju.

Srčani mišić radi pod maksimalnim opterećenjem, što kod osoba sa zakrečenim krvnim sudovima (ateroskleroza) direktno izaziva akutni infarkt miokarda.

Pad minutnog volumena i kompenzacija: Zbog širenja krvnih sudova na periferiji, krvni pritisak naglo pada. Da bi održalo protok krvi, srce počinje da kuca ekstremno brzo (tahikardija).

Masivna periferna vazodilatacija: Mozak (hipotalamus) šalje signal krvnim sudovima u koži da se maksimalno prošire. Krv se masovno preusmerava iz unutrašnjih organa ka površini tela kako bi se toplota zračila u okolinu.

Kardiovaskularni slom: Vazodilatacija i hipotenzivni šokGlavni zadatak organizma na toploti jeste oslobađanje viška unutrašnje toplote, što se primarno obavlja preko kardiovaskularnog sistema.