自然免疫系
IFNは、分泌小胞を介して分泌され、放出された細胞自身(自己分泌)と近くの細胞(傍分泌)の両方の受容体を活性化することができる。これにより、何百ものインターフェロン刺激遺伝子の発現が誘導される。これにより、ウイルスのタンパク質合成を阻害するプロテインキナーゼRや、ウイルスのRNAを分解する2′,5′-オリゴアデニル酸合成酵素(英語版)ファミリーなどの抗ウイルスタンパク質が産生される。
ウイルスの中には、IFNの産生を妨害する分子を産生することでこれを回避するものもある。例えば、A型インフルエンザウイルスは、NS1タンパク質(英語版)を産生する。NS1タンパク質は、宿主やウイルスのRNAに結合したり、免疫シグナルタンパク質と相互作用したり、ユビキチン化によってその活性化を阻害したりして、I型IFNの産生を阻害する。また、インフルエンザAは、プロテインキナーゼRの活性化を阻害し、抗ウイルス過程の確立を阻害する。デングウイルスも、NS2B3プロテアーゼ複合体を用いてIRF3(英語版)のリン酸化を阻害することで、I型IFNの産生を抑制する。
I型インターフェロン(IFN)は、主に樹状細胞から分泌され、抗ウイルス性の宿主防御や細胞の抗ウイルス過程に中心的な役割を果たしている。ウイルスの成分は、さまざまな受容体によって認識される。Toll様受容体はエンドソーム膜に存在して二本鎖RNA(dsRNA)を認識し、MDA5受容体とRIG-I受容体は細胞質に存在してそれぞれ長いdsRNAとリン酸を含むdsRNAを認識する。細胞質の受容体MDA5とRIG-Iがウイルスを認識すると、カスパーゼ動員ドメイン(英語版)(CARD)とCARDを含むアダプターMAVSの間の構造が変化する。これと並行して、エンドサイト部に存在するTLRがウイルスを認識すると、アダプタータンパク質TRIF(英語版)の活性化が誘導される。この2つの経路は、IKKε/TBK-1複合体のリクルートと活性化に収束し、転写因子IRF3(英語版)とIRF7(英語版)の二量体化を誘発する。IRF3とIRF7は核内に移動し、特定の転写因子の存在によりIFNの産生を誘導し、転写因子2を活性化する。
凝固系の機能は免疫系と一部重なっている。凝固系の産物の中には、血管透過性(英語版)を高めたり、食細胞の走化性物質として作用したりすることで、非特異的な防御に寄与するものがある。さらに、凝固系の産物の中には、直接抗菌作用を持つものもある。例えば、凝固時に血小板で生成されるタンパク質であるβ-リジン(英語版)は、陽イオン性の洗剤として作用することにより、多くのグラム陽性菌を溶解させられる。炎症の急性期タンパク質の多くは、凝固系に関与している。
オートファジーは、真核細胞が微生物から身を守り、炎症を調節するもう一つの自然免疫機構である。
ラクトフェリンやトランスフェリンが増加すると、細菌の必須栄養素である鉄と結合して細菌の増殖を抑制する。