腸道是一道免疫的堅固長城。薄薄的腸粘膜就是第一道物理屏障，與腸腔內各種壞菌及有毒物質保持距離，保護著我們的腸道。然後就是腸壁上的密佈著井然有序的免疫細胞，益生菌可以刺激我們的免疫細胞，激活它們，再到全身發揮作用。腸道是我們免疫力的主要培訓基地，益生菌是培訓員。可以說益生菌是免疫使者。
免疫方式有兩種，分別為細胞免疫和體液免疫。
在細胞免疫中，益生菌能激活巨噬細胞，它可以吞噬和殺滅多種病原微生物，同時誘導其釋放兩種武器----腫瘤壞死因子(TNF-α)和白細胞介素6號(IL-6)。腫瘤壞死因子，顧名思義，就是對癌細胞有殺傷作用，引起腫瘤出血壞死的活性因子。白細胞介素也是很重要的免疫活性因子，它參與炎症反應，調節機體免疫功能。益生菌菌體胞外產物和細胞壁肽聚糖都具有一定免疫活性。完整細胞(或完整肽聚糖)可發揮免疫佐劑活性。但研究表明菌體細胞破碎液甚至雙歧桿菌基因組DNA也能激活巨噬細胞。這就是為什麼普通無活菌的酸奶也具有一定的免疫功能。
益生菌也可以激活T細胞和NK細胞(Natural Killer Cell，自然殺傷細胞)，兩者都能起到細胞殺傷作用，阻斷入侵細胞。
還有一些研究顯示某些益生菌能促進脾細胞增殖，脾臟重量增加，使免疫功能增強。以及能產生其它細胞因子如白細胞介素-1，白細胞介素-10(IL-1，IL-10)或干擾素。
在體液免疫中，另一種免疫細胞B細胞受到益生菌刺激，產生的不同類型抗體免疫球蛋白(IgA)增多，然後結合一個保護免疫球蛋白的分泌小體成為sIgA，再由腸黏膜上皮細胞釋放，抑制病原微生物的定植，免疫應答功能增強。
益生菌對過敏症狀的改善也是免疫系統平衡的體現。Th1和Th2細胞都屬於T細胞，兩種細胞與益生菌及過敏症的關係
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