Патогенез во многом зависит от категории эшерихий. Возбудители холероподобной коли-инфекции — ЭТКП — способностью к инвазии не обладают. Их заражающая доза — 10-101 микробных клеток. После проникновения бактерий в тонкую кишку происходит их адгезия к эпителиальным клеткам. ЭТКП колонизируют ворсинки тонкой кишки, не вызывая их заметных повреждений. Дальнейшее развитие патологического процесса связано с выделяемыми эшерихиями энтеротоксинами.
Установлено, что диарея, вызываемая ТЛ-штаммам и, как и при холере, обусловлена активацией цАМФ, тогда как диарея, вызываемая ТС-штаммам и, связана с активацией цГМФ. Продукция обоих видов энтеротоксина ТЛ/ТС-штам-мами бактерий приводит к активации цАМФ и цГМФ.