Il sistema del complemento è chiamato cosi perchè completa e fa arrivare all'esito finale l'immunità, cioè la difesa dell'organismo contro soggetti estranei ad esso. Il sistema del complemento è formato da una trentina di proteine diverse che agiscono a cascata, una dopo l'altra, in modo molto simile al sistema della coagulazione del sangue.
Nella via classica del complemento che è la via più comune e potente; si inizia con tre proteine, la C1, la C4 e la C2 che si uniscono al complesso antigene-anticorpo: la C1 alle immunoglobuline , cioè agli anticorpi iGg e iGm fissate ad un antigene. Il C1 è composto da tre subcomponenti il C1q, C1r e il C1s. Il C1q composto da sei catene disposte ad ombrello svolge un'azione di ricognizione legandosi alla regione FC della immunoglobulina e per attivarsi necessita del legame con due FC adiacenti. Il C1r e C1s che sono dei tetrameri svolgono invece un'azione enzimatica: il C1q attiva prima il C1r e poi il C1s. Il C1s scinde enzimaticamente il secondo componente del complemento che è il C4 e lo scinde in due frazioni: il C4a che rimane in circolo e il C4b che si lega alla membrana batterica in presenza dell'anticorpo. Il C4b a sua volta attiva il C2 in due frazioni, il C2a e il C2b. Il C2a si lega al precedente dando luogo al complesso C4b2A. Il C2b va in circolo mentre il C2a rimane attaccata al C4b. Il complesso C4b2A diventa un enzima chiamato C3 convertasi capace di legarsi al C3 e di scinderlo. Il C3 viene scisso in C3a che è una anafilotossina che va in circolo, e il C3b capace di legarsi alla membrana batterica e al complesso C4b2A stesso dando origine alla C5convertasi. Il C5 viene ancora scisso a sua volta in C5a e C5b. Il C5a viene rilasciato in circolo, mentre il C5b lega i complementi C6 e C7 formando il complessoC5b67 che col C7 si lega alla membrana del patogeno. Successivamente giungono il complemento C8 che si lega al complesso e si lega anche alla membrana cellulare batterica. Infine giungono le molecole C9 che sono da 10 a 16 e tutto il complesso cosi' formatosi si chiama complesso di attacco alla membrana chiamato anche MAC. Questo complesso è in grado di creare un foro nella membrana batterica dentro il quale passano acqua e soluti che determinano alla fine lo scoppio della cellula batterica. Oltre a questa via classica esiste anche la via lectinica al complemento che è attivato in questo caso non dall'anticorpo ma da speciali zuccheri come il mannosio presenti nel batteri, ma non nelle cellule dei mammiferi. Esiste anche una terza via, la via alternativa che è attivata invece da specifiche proteine batteriche, ma non dalle cellule dei mammiferi che possiedono una specifica proteina che degrada la C3 non consentendo il completamento del complemento attivo che, funzionando in modo completo distruggerebbe anche le cellule dei mammiferi. Esistono inoltre potenti inibitori del complemento in modo da proteggere l'organismo ospite: la proteina C1 INH che si lega al C1 r2 e C1 s2 inibendolo; proteine inibitrici dell'assemblaggio della C3 e della C5, il fattore I, proteina capace di degradare il frammento C3b ma solo in presenza delle proteine prima descritte. Inoltre ci sono anche gli inibitori della formazione di attacco alla membrana che impedisce che il complesso di attacco alla membrana chiamato anche MAC distrugga le cellule sane vicine. L'attivazione del complemento provoca altre conseguenze biologiche; il C3b provoca la fagocitosi, il C3a e il C5a provocano un'azione infiammatoria locale.
Inoltre la fagocitosi, cioè la digestione dei batteri da parte dei granulociti neutrofili e dei macrofagi viene attivata e favorita dai frammenti C3b e C4b che rivestono il microorganismo attivando la fagocitosi. Invece i frammenti C3a,C4a e C5a sono chiamati anafilotossine che inducono l'infiammazione nei seguenti modi: degranulano speciali cellule chiamate mastociti con liberazione di mediatori vasoattivi; aumentano la permeabilità vascolare per azione diretta sulle cellule endoteliali dei vasi sanguigni; aumentano l'espressione della Pselectina, una proteina che stimola la chemiotassi dei granulociti e il loro spostamento fuori dei vasi nel focolaio dell'infezione. La formazione di anticorpi che si legano all'antigene batterico formano immunocomplessi che possono essere molto voluminosi e quindi dannosi all'organismo ospite: il complemento legandosi a questi immunocomplessi ne favorisce la solubilizzazione e la rimozione da parte dei fagociti.
Da ultimo una proteina prodotta nella scissione del C3 si unisce ad un specifico recettore CR2 espresso sulla membrana dei linfociti B e stimola in essi la formazione e produzione degli anticorpi. Da tutta questa breve descrizione del complemento si deduce una cosa importante: è un sistema irriducibilmente complesso, anche un profano lo può vedere e se manca un solo componente il sistema non funziona più; se mancano i recettori il sistema non funziona più, se manca una sola proteina del sistema tutto siferma, se mancano gli inibitori il sistema diventa dannoso per l'organismo ospite. Tutto deve essere al posto giusto e nella giusta misura, altrimenti c'è la malattia o la morte dell'organismo. E' impossibile che questo sistema straordinario si sia formato per piccoli passi casuali a poco a poco. E' chiaro che questo sistema è stato progettato. Si potrebbe obiettare: è un sistema troppo complicato, non si sarebbe potuto trovare un sistema più semplice? Questo non si può sapere: resta il fatto chiaro e lampante della sua irriducibile complessità.