Das Komplementsystem ist einer der Hauptpfeiler der humoralen unspezifischen Immunabwehr und besteht aus neun im Plasma gelösten Proteinen, die als Komplementfaktoren C1 bis C9 bezeichnet werden. Es reagiert vor allem auf Bakterien und körperfremde Zellen und fördert Entzündungsreaktionen. Dabei beruht das Komplementsystem, ähnlich wie die Gerinnungskaskade auch, auf zunächst inaktiven Enzymen, die kettenreaktionsartig aktiviert werden. Wird ein Komplementfaktor einer niedrigen Stufe aktiviert, dann aktiviert es die Komplementfaktoren der nächst höheren Stufe, die ihrerseits wieder die nächsten Faktoren aktivieren. So findet kaskadenförmig eine massive Ausbreitung der Komplementreaktion statt.

Die Aktivierung des Komplementsystems kann auf dem klassischen oder dem alternativen Weg erfolgen:

1. Der klassische Weg ist der Antigen-Antikörper-Komplex, bei dem das Binden eines Antikörpers an das Antigen das Komplementsystem aktiviert. Bei dieser Aktivierungsform laufen unspezifisches und spezifisches Immunsystem zusammen.
2. Außerdem kann das Mannose bindende Lektin (kurz: MBL, ein Plasmaprotein, das von der Leber gebildet wird) Mannosereste (Zuckerreste) auf der Oberfläche von Mikroorganismen binden und diese so für Komplementfaktoren opsonieren.
3. Auf dem alternativen Weg können bakterielle Antigene ebenfalls das Komplementsystem aktivieren.

So vielfältig wie die Aktivierungsmöglichkeiten sind auch die Aufgaben des Komplementsystems. Der Komplementfaktor C3 opsoniert Mikroorganismen, damit diese schneller von Phagozyten erkannt werden. Die aktivierten Faktoren C3 – C5 fördern die Entzündungsreaktion, indem sie weitere Immunzellen (etwa weitere Phagozyten) chemotaktisch anlocken. Die aktivierten Faktoren C5 – C9 bilden einen Membranangriffskomplex, mit dem sie sozusagen Löcher in die Bakterienwand „fressen“ und damit das attackierte Bakterium vernichten.

Wie bereits erwähnt, nutzen Immunzellen hormonartige Botenstoffe für die Kommunikation. Diese Zytokine bzw. Lymphokine, wenn sie von Lymphozyten produziert werden, umfassen eine Reihe verschiedener Entzündungsmodulatoren. Zu ihnen zählen unter anderem:

Interleukine (IL ): IL-1 „lockt“ weitere Immunzellen zum Ort des Geschehens und löst Fieber aus. IL-2 wird von T-Helfer-Zellen gebildet und bewirkt in einem positiven Feedbackmechanismus deren Vermehrung. IL-2 und IL-4 stimulieren zusammen die Differenzierung von B-Zellen zu den antikörperproduzierenden Plasmazellen und IL-6 kann auch von Körperzellen gebildet werden, um die Entzündungsreaktion weiter zu fördern.

Im Zusammenhang mit COVID-19 ist besonders der Begriff des Zytokinsturms aufgekommen, der vor allem mit schweren und tödlichen Krankheitsverläufen einhergeht. Dahinter steht eine überschießende Immunreaktion, bei der Zytokine, besonders IL-6 und IL-8, systemisch zu stark gebildet werden. Die hohen Interleukinkonzentrationen bekämpfen dabei nicht nur das Virus, sondern schädigen auch gesundes Gewebe, weshalb die respiratorischen oder kardiovaskulären Komplikationen verschärft werden.

Interferone (IFN): Besonders IFNα und IFNβ werden von virusinfizierten Zellen freigesetzt und stimulieren die Ausschüttung von antiviralen Proteinen, um die „gesunden“ Körperzellen zu schützen. Außerdem rekrutieren sie Immunzellen und lösen Fieber aus. Interferone können aber auch zu therapeutischen Zwecken eingesetzt werden. Hierbei werden rekombinante Interferone zum Hemmen der Virusvermehrung oder zur Immunsuppression verwendet. IFNα wird als Virostatikum z. B. bei Hepatitis B und C eingesetzt, stimuliert aber auch das Immunsystem und dient daher als Therapeutikum bei Karzinomen (z. B. Melanom). IFNβ kommt hingegen bei multipler Sklerose zum Einsatz, da es autoreaktive T-Zellen unterdrückt.

Tumor-Nekrose-Faktor (TNF): TNFα selbst hat eine direkte zytotoxische (zellschädigende) Wirkung, kann aber auch T-Zellen und Granulozyten aktivieren.