12.4.3 微生态营养物质的免疫调节作用
微生物由于其与宿主生理功能之间的密切联系，使得微生态环境的稳定对机体的免疫功能具有重要作用。肠道寄生菌群通过定植到宿主的黏膜，促使宿主产生黏膜免疫反应。同时，通过提高机体的体液免疫水平来增进机体的免疫防御功能。此外，它也能增强宿主对病原的非特异性免疫，辅助免疫清除，调节宿主对潜在病原的免疫调节作用，减弱宿主对过敏原的过敏性反应。这些作用，与以下微生物细胞壁上的独特结构及一些特殊的代谢产物有关。
12.4.3.1 肽聚糖
肽聚糖（peptidoglycan，PG）是一类复杂的多聚体，是细菌细胞壁中的主要组分，为原核细胞所特有。革兰阳性菌的肽聚糖由聚糖骨架、四肽侧链和五肽交联桥3个部分组成；革兰阴性菌的肽聚糖仅由聚糖骨架和四肽链2个部分组成。肽聚糖在提高机体免疫功能方面可能有重要作用。乳酸杆菌的肽聚糖能激活巨噬细胞，提高巨噬细胞内游离Ca2+浓度，增强其杀伤靶细胞活性。赵予秀等研究发现，植物乳酸杆菌的肽聚糖能提高小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬率和吞噬指数，具有提高细胞免疫作用。Christine研究发现，肽聚糖可刺激体外培养的巨噬细胞IL-12的分泌和mRNA的表达。马西艺等研究发现，乳酸杆菌的肽聚糖对IL-2无诱导作用，对脾NK细胞和IFN-γ活性均增强，推测这种IFN-γ可由活化的NK细胞产生，可能有IL-12或IL-18的参与诱导。乳酸杆菌的肽聚糖亦可诱导TNF-α、NO的产生。此外，双歧杆菌的肽聚糖还能增强小鼠淋巴细胞活性和NK细胞活性并诱生干扰素。用肽聚糖刺激小鼠时，可诱发免疫调节性细胞因子等的表达，其诱导的Th1免疫反应是受机体调节的。细胞因子是TLR-NF-κB信号通路激活的产物，而Tollip是TLR-NF-κB信号通路的负调节因子。研究表明，Tollip的表达有肽聚糖剂量依赖性，所以不同剂量肽聚糖是影响NF-κB信号通路的激活状态和细胞因子表达变化的原因。乳酸杆菌免疫调节作用的差异可能与其进入体内后实际与抗原提呈细胞发生作用的PG的量有关。肽聚糖可能是介导杆菌免疫调节作用的主要物质。
双歧杆菌完整肽聚糖（whole peptidoglycan，WPG）是一种多糖（PS）和肽聚糖聚合而成的袋状结构，由于WPG保持了细胞壁的完整形态，因此其空间位阻作用可能是WPG抑制黏附作用较强的原因之一。Sekine曾报道WPG能激活小鼠中性粒细胞和巨噬细胞，使小鼠IL-1、IL-6及TNF-α的mRNA表达增强。
12.4.3.2 脂磷壁酸
脂磷壁酸（lipoteichoic acid，LTA）是革兰阳性菌的特征性膜相关多聚体。LTA是由核糖醇或甘油残基经磷酸二酯键互相连接而成的多聚物，其结构中少数基团被氨基酸或糖所取代，多个LTA分子组成长链穿插于肽聚糖层中。双歧杆菌LTA的疏水端与细胞膜相连，亲水端伸出肽聚糖骨架到达菌体表面，与细菌的黏附定植密切相关。双歧杆菌对小肠上皮细胞的黏附作用可以诱发机体的局部肠黏膜免疫反应。Camp等用14C油酸标志1株分叉双歧杆菌的LTA，然后用酚提取标志的LTA，观察其对肠道上皮细胞的黏附，结果发现LTA对肠上皮细胞的黏附是特异的和可逆的，并且具有浓度及时间依赖性。目前证实LTA是双歧杆菌发挥生理作用的主要成分之一，也是一种无毒副作用的生物反应调节剂。此外，它亦有强的免疫赋活作用，能激活巨噬细胞，增强巨噬细胞的吞噬、能量代谢、细胞毒作用及分泌功能。实验证明，革兰阳性菌链球菌细胞壁中的LTA可与小鼠J774.2巨噬细胞膜上的CD14结合，通过激活PC-PLC这一信号途径，最终才活化NF-κB，激活的NF-κB进一步促进iNOS的转录以及细胞因子NO的分泌。
12.4.3.3 微生物多糖
微生物多糖包括胞内多糖、胞壁多糖和胞外多糖。乳酸杆菌细胞壁的某些多糖（polysaccharide）成分可以通过经典途径和替代途径激活补体，激发宿主非特异性免疫。胞外多糖是特定微生物在特定发酵条件下分泌的糖类，其与微生物的生理功能有极大的关系。如嗜酸乳酸杆菌胞外多糖（lactobacillus acidophilus exopolysaccharides，LAEPS）系嗜酸乳酸杆菌在生长代谢过程中分泌到细胞壁外的黏液多糖或荚膜多糖，LAEPS可提高小鼠的迟发型超敏反应应答能力，促进脾细胞抗体形成及增强巨噬细胞的吞噬功能，对机体识别外源物、产生抗体及清除外源物能力均有强化作用。可从多方面提高机体的免疫功能。
脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）为革兰阴性菌所特有，与脂蛋白、脂质双层共同构成了革兰阴性菌的外膜，由脂质双层向细胞外伸出。LPS由脂质A、核心多糖和特异多糖三部分组成，即革兰阴性菌的内毒素（endotoxin）。一方面，LPS作为内毒素，能引起机体发热、白细胞反应、内毒素休克等，是介导革兰阴性菌脓毒症的重要启动因子；另一方面，LPS是一种重要的免疫激活剂，能有效地活化多种免疫效应细胞，分泌一系列细胞因子，具有很强的抗肿瘤效应和佐剂效应。LPS能促进巨噬细胞的吞噬功能，提高MHC Ⅰ类基因、CD80、ICAM-Ⅰ的表达，增强巨噬细胞提呈抗原给T细胞的功能。TAP是一类转运蛋白，负责内源性抗原从胞质到内质网的转运，还参与了MHC Ⅰ类分子的组装，LPS能通过提高转录激活因子的活性来调控IFN-γ诱导的TAP基因的转录和表达。LPS还能诱导树突状细胞逐渐成熟，增加协同刺激分子B7的表达，刺激TNFα、IL-1等细胞因子的分泌，诱导抗原提呈细胞的迁移。目前认为LPS活化效应细胞的途径是：LPS进入机体后和脂多糖结合蛋白（LBP）结合，LBP将LPS转运至细胞膜上，与膜上脂多糖受体（CD14）结合形成复合物，LPS发生聚解促进toll接受体与髓样分化蛋白2（MD-2）（TLR-MD2）复合物二聚体化，toll接受体4（TLR4）的胞内段和接头蛋白髓样细胞分化因子的toll同源结构域相互作用，随后促使IL-1受体相关激酶（IRAK）磷酸化，依次激活TRAF6、NF-κB诱导激酶（NIK）、IkB激酶，引起IkB泛素化，使NF-κB从IkB中游离出来，迁移到细胞核内，从而调节一系列细胞因子及表面分子的表达。
12.4.3.4 抗生物素
抗生物素是某些微生物代谢过程中产生的一类能抑制或杀死某些其他微生物或肿瘤细胞的物质。近年来，发现其尚具有免疫调节作用。大环内酯类抗生素可抑制肥大细胞脱颗粒，使肿瘤坏死因子产生减少、组胺等致敏物质释放减少，并促进巨噬细胞和中性粒细胞的凋亡，促进钙离子内流，使细胞内cAMP升高，抑制内毒素的NO合酶蛋白过度表达和NO的产生。