Фагоцитоз – сложный процесс, изучение которого было начато сто лет назад И.И. Мечниковым и продолжается до сего времени. Процесс фагоцитоза можно разделить на четыре большие фазы: хемотаксис, распознавание, поглощение и переваривание объекта фагоцитоза.
Хемотаксис – направленное движение фагоцитов в очаг воспаления под влиянием хемотаксических факторов. Хемотаксическими свойствами обладают многие продукты экзо- и эндогенного происхождения: вещества, выделяемые бактериями и вирусами, компоненты активированного комплемента (С5а, С3а, С567), активатор плазминогена, калликреин, продукты деградации фибрина, фибринопептид В, факторы самих лейкоцитов (нейтрофилов, ативированных лимфоцитов), продукты тканевого распада. Существуют ингибиторы и инактиваторы хемотаксиса, играющие важную роль в ограничении воспаления, главные из них обнаруживаются в сыворотке (нейтрализаторы хемотаксической активности комплемента, калликреина, активатора плазминогена), но выделяются также нейтрофилами (при фагоцитозе), лимфоцитами (фактор, угнетающий миграцию макрофагов – ФУМ).
Для распознавания и последующего поглощения имеет большое значение опсонизация объектов фагоцитоза. Опсонины, фиксируюсь на частицах, связывают ее с поверхностью фагоцитирующей клетки и таким образом способствуют процессу поглощения. Основными опсонинами являются компоненты активированного классическим или альтернативным путем комплемента (С3в и С5в) и иммуноглобулины класса G и М, особенно если они специфичны против данного микроорганизма и фиксируют комплимент, при этом Fab-фрагмент иммуноглобулина связывается с микроорганизмом, а Fс-фрагмент со специфическим рецептором на мембране фагоцита (нейтрофилы и моноциты имеют также и поверхностные рецепторы для комплемента).
После прикрепления клетка окружает своими псевдоподиями частицу, концы их смыкаются на ее дистальной стороне и частица оказывается полностью заключенной внутри цитоплазматической мембраны – во вновь сформированной фагоцитарной вакуоли. Движения всевдоподий осуществляется с помощью актинполимерных микрофиламент, являющихся контрактильными структурами клетки. Азурофильные и специфические гранулы нейтрофила и гранулы макрофагов мигрируют к фагосоме, сливаются с ней, выделяя в нее (и за пределы клетки) свое содержимое, - явление так называемой дегрануляции. Поглощение – активный энергозависимый процесс, сопровождается усилением АТФ-генерирующих механизмов – специфического гликолиза в нейтрофилах и окислительного фосфорилирования в макрофагах.
В нейтрофилах существует несколько бактерицидных систем для убивания поглощенных микроорганизмов. Одна из них тесно связана с "респираторным взрывом", который состоит в активизации гексозо-монофосфатного шунта и повышении потребления кислорода, ведущее к образованию перекиси водорода. Медиатором этих реакций является НАДФН-оксидаза, активность которой повышается одновременно с поглощением. Взаимодействие между образованной перекисью водорода, галидами (йодиды и хлориды), проникающими в фагосому путем диффузии, и миелопероксидазой, освобождающейся при дегрануляции, приводит к образованию бактерицидных продуктов.
Кроме того, в нейтрофиле имеются бактерицидные системы, связанные с активностью основных катионных белков (один из них – фагоцитин, действует и на грамположительную и на грамотрицательную микрофлору) и лизосомальных ферментов, изливающихся в фагосому при дегрануляции, - лизоцима, лактоферрина и кислых гидролаз.
Механизмы убивания в моноцитах и мононуклеарных макрофагах сходны с описанными у нейтрофилов за исключением того, что эти клетки не содержат бактерицидных катионных протеинов и лактоферрина. Кроме того, моноциты и некоторые макрофаги имеют мало миелопероксидазы, а альвеолярные макрофаги не содержат ее совсем (однако имеют каталазу, которая может действовать как миелопероксидаза, катализируя окисление субстратов в присутствии перекиси водорода). Стимулированные макрофаги, например культивируемые в присутствии лимфокинов (фактора, активирующего макрофаги – ФАМ), обладают более высокой поглотительной и бактерицидной активностью, чем нестимулированные.