对抗传染源的第一道防线是吞噬细胞主动募集到感染部位。招募的细胞包括多核（PMN）白细胞（即中性粒细胞）和单核细胞/巨噬细胞，它们共同作为先天免疫前哨细胞发挥作用（Underhill DM&Ozinsky A 2002；Stuart LM&Ezekowitz RA 2005；Flannagan RS et al.2012）。树突状细胞也存在，在随后的适应性反应的抗原呈递中扮演重要角色（Savina A&Amigorena S 2007）。这些细胞类型能够结合入侵的微生物并将其吞没到一个被膜包围的液泡——吞噬体中，这一过程称为吞噬作用。吞噬作用可定义为受体介导的吞噬直径大于0.5微米的颗粒。它是由宿主细胞膜受体与靶表面同源配体结合后的交联引起的（Underhill DM&Ozinsky A 2002；Stuart LM&Ezekowitz RA 2005；Flannagan RS et al.2012）。当被吞噬细胞吞噬时，微生物暴露于产生的吞噬体内的许多宿主防御杀微生物事件中。这些包括通过专门酶产生活性氧和氮物种（ROS和RNS，RON）（Fang FC等人2004年；Kohchi C等人2009年；Gostner JM等人2013年；Vatansever F等人2013年）。NADPH氧化酶（NOX）复合物消耗氧气产生超氧阴离子自由基（O2-）和过氧化氢（H2O2）（Robinson等人，2004年）。诱导型一氧化氮合酶（iNOS）参与NO的产生，NO是生物系统中所有RNS的主要来源（Evans TG等人，1996年）。吞噬细胞NADPH氧化酶和iNOS在中性粒细胞和单核吞噬细胞中均有表达，且两种细胞类型都具有吞噬体爆发活性。然而，中性粒细胞中ROS生成的数量远远超过在巨噬细胞中观察到的数量（VanderVen BC等人，2009）。巨噬细胞被认为比中性粒细胞产生更多的RNS（Fang FC等人，2004年；Nathan&Shiloh，2000年）。

以相对低反应性为特征的RON的存在，例如H2O2、O2˙− 或者不，对生物环境没有有害影响（Attia SM 2010；Weidinger A和Kozlov AV 2015）。它们的活性由氧化应激诱导的内源性抗氧化剂（酶和非酶）控制。然而，相对较低的活性物种可引发级联反应，产生更具破坏性的“次级”物种，如羟基自由基（•OH）、单线态氧或过氧硝酸盐（Robinson JM 2008；Fang FC et al.2004）。这些“次级”RON毒性极强，对所有类别的生物分子造成不可逆转的损害（Weidinger A&and Kozlov AV 2015；Fang FC等人2004；Kohchi等人2009；Gostner JM等人2013；Vatansever F等人2013）。

尽管巨噬细胞和中性粒细胞使用类似的机制来内化目标，但它们在如何进行吞噬和过程的最终结果方面存在差异(Tapper H & Grinstein S 1997;Vierira OV et al. 2002)。一旦形成，吞噬体经历广泛的成熟过程，它发展成为一个杀微生物的细胞器，能够消除入侵的病原体。成熟包括吞噬体的膜及其腔内内容物的重塑(Vierira OV et al. 2002)。在巨噬细胞中，吞噬体的形成和成熟遵循一系列严格协调的膜裂变/融合事件，在吞噬体和内/溶酶体网络间，逐渐将新生的吞噬体转变为吞噬酶体，具有有效杀微生物特性的降解细胞器(Zimmerli S et al. 1996;Vierira OV et al. 2002)。相反，中性粒细胞含有大量的预形成颗粒，如亲蓝颗粒和特异性颗粒，它们可以迅速与传递抗菌物质的吞噬体融合(Karlsson a & Dahlgren C 2002;Naucler C et al. 2002;Nordenfelt P and Tapper H 2011)。 Phagosomal pH dynamics may also contribute to the maturation process by regulating membrane traffic events. The microbicidal activity of macrophages is characterized by progressive acidification of the lumen (down to pH 4–5) by the proton pumping vATPase. A low pH is a prerequisite for optimal enzymatic activity of most late endosomal/lysosomal hydrolases reported in macrophages. Neutrophil phagosome pH regulation differs significantly from what is observed in macrophages (Nordenfelt P and Tapper H 2011; Winterbourn CC et al. 2016). The massive activation of the oxidative burst is thought to result in early alkalization of neutrophil phagosomes which is linked to proton consumption during the generation of hydrogen peroxide (Segal AW et al. 1981; Levine AP et al. 2015). Other studies showed that neutrophil phagosome maintained neutral pH values before the pH gradually decreased (Jankowski A et al. 2002). Neutrophil phagosomes also exhibited a high proton leak, which was initiated upon activation of the NADPH oxidase, and this activation counteracted phagosomal acidification (Jankowski A et al. 2002).

反应组模块描述吞噬细胞产生的ROS和RNS。该模块包括细胞类型特异性事件，例如，髓过氧化物酶（MPO）介导的中性粒细胞产生次氯酸。它还强调了中性粒细胞和巨噬细胞吞噬体pH动力学之间的差异。本模块描述选择性RON（如羟基自由基或过氧亚硝酸盐）的杀微生物活性。然而，在吞噬体环境中检测这些物种有许多不确定性（Nüsse O 2011；Erard M et al.2018）。活性氧/氮物种杀死吞噬免疫细胞中病原体的机制仍不完全清楚。