A interleucina-1 e o Fator de Necrose Tumoral - alfa (TNF-alfa) agem de modo sinérgico no processo inflamatório e produzem febre, aumento da permeabilidade vascular, ativação do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal aumentando os níveis de cortisol.

A interleucina-6 é uma citocina inflamatória e é capaz de estimular a produção, ativação e diferenciação de linfócitos B e T.

O interferon-gama (IFN-gama) aumenta a adesão e migração das células imunes por produzir estase sanguínea e aumento na expressão de moléculas de adesão celular.

As teorias mais atuais explicam a ativação do sistema imunológico inato pelo reconhecimento de padrões moleculares relacionados a patógenos (PAMPS) e dano celular (DAMPS).

O tratamento imunológico da sepse com uso de anticorpos monoclonais contra o TNF-alfa e Proteína C humana recombinante (rhAPC) associado a antibioticoterapia é o padrão ouro para o tratamento da sepse em suas fases iniciais.