自然免疫系
無脊椎動物では、PRRはタンパク質を分解するタンパク質分解カスケードを引き起こし、無脊椎動物の自然免疫系のメカニズムの多くを制御している(血リンパ凝固やメラニン化など)。タンパク質分解カスケードは遺伝子の変化に依存せず、他の自然免疫反応に比べてより迅速にオンになるため、無脊椎動物の免疫システムの重要な構成要素となっている。タンパク質分解カスケードは、脊椎動物と無脊椎動物の両方で機能するが、カスケード全体で使用されるタンパク質は異なる。
感染性および無菌性の傷害に対する自然免疫反応は、サイトカイン産生期間を制御する神経回路によって調節される。炎症反射(英語版)は、脾臓でのサイトカイン産生を制御する典型的な神経回路である。迷走神経を介して脾臓に伝わる活動電位は、サイトカイン産生細胞に発現するα7ニコチン性アセチルコリン受容体(CHRNA7(英語版))と相互作用することで、サイトカインの放出を抑制する神経伝達物質であるアセチルコリンの放出を媒介する。炎症反射の運動弓は、コリン性抗炎症経路(英語版)と呼ばれている。
マクロファージは、ギリシャ語で「大きな食べる人」を意味する言葉で、大型の食細胞性白血球であり、侵入してきた病原体を追って毛細血管の壁を移動し、細胞間の領域に入り込むことで、血管系を超えて移動することができる。組織では、臓器特異的なマクロファージは、単球と呼ばれる血液中に存在する食細胞から分化している。マクロファージは最も効率的な食細胞であり、相当数の細菌や他の細胞、微生物を貪食することができる。マクロファージの表面にある受容体に細菌の分子が結合すると、マクロファージは呼吸バースト(英語版)を発生させ、活性酸素種の放出を引き起こして細菌を呑み込み、破壊する。病原体はまた、マクロファージを刺激してケモカインを産生させ、他の細胞を感染部位に呼び寄せる。