肠道菌群是如何控制免疫系统的？
免疫系统大家都不陌生，我们的免疫系统以非常复杂的方式保护我们的健康，比我们之前想象的要复杂得多。健康的免疫系统可以帮助我们成功的消灭外来入侵者甚至癌症。当我们的免疫系统不恰当地攻击身体的健康组织时，就会产生自身免疫；而当免疫系统错误地对不构成威胁的东西（比如食物）做出反应时，那就是过敏。
我们的免疫系统也受我们肠道和肠道菌群的影响，因为人体70%的免疫系统位于肠道。那么，肠道菌群是如何影响我们免疫系统的几乎所有方面的呢？
肠道和肠道菌群
我们的肠道里生活着数以万亿计的微生物，包括细菌、真菌和病毒等，其中以细菌为主，主要属于厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门以及放线菌门和疣微菌门等。这成千上万的肠道微生物在人体中发挥着至关重要的功能：
发酵不可消化的碳水化合物
合成维生素，包括维生素K2、维生素B12、叶酸和硫胺素
产生对宿主有益的代谢物，包括短链脂肪酸
调节胆汁酸
帮助肠道蠕动
维持肠道屏障完整性
与病原菌竞争
与免疫系统交流并塑造免疫系统
肠道菌群的这些重要作用将肠道与健康的各个方面联系在一起。因为肠道塑造了免疫系统，所以肠道功能紊乱会导致各种免疫相关疾病是有道理的，包括过敏和自身免疫性疾病，比如炎症性肠病、多发性硬化症、类风湿性关节炎和1型糖尿病等等。肠漏和肠道菌群失调也与慢性炎症和一系列其它疾病有关，包括：2型糖尿病、肥胖、甲状腺疾病、皮肤问题、心血管疾病、骨质疏松症、癌症以及抑郁、焦虑、自闭症、阿尔茨海默病、帕金森病等神经精神疾病。
肠道的三层保护机制
胃肠道的表面积非常大，非常容易受到食物和环境中的外来入侵者的攻击，比如细菌、病毒、过敏原。因此，肠道屏障由内而外被分成三层保护层：黏液层、上皮细胞层和固有免疫细胞层。
1、黏液层
肠道黏液层包含粘液、肠道微生物和各种其它分子，比如细胞因子、抗菌肽和免疫球蛋白A（IgA）。黏液作为一线免疫防御的物理屏障，防止食物抗原和病原体到达上皮细胞或穿过上皮细胞进入循环系统，从而引发炎症和其它免疫反应。
2、上皮细胞层
上皮细胞层由单层细胞组成，这些细胞通过高度选择性的紧密连接连接在一起。大多数细胞是肠上皮细胞，负责输送和吸收来自肠道的营养物质。其它细胞类型包括：
分泌黏液的杯状细胞
分泌抗菌分子的潘氏细胞
肠道内分泌细胞
肠上皮细胞可以从黏液层到固有层之间接收和传递信号，反之亦然。一些树突状免疫细胞也跨越肠上皮细胞来发送和接收信号。
3、固有免疫细胞层
固有层位于肠上皮细胞之下，是与系统循环有物理联系的肠道成分。但是，外来物质要真正进入血液，它必须先通过黏液层和上皮细胞层，然后通过固有免疫细胞层。大多数肠道免疫细胞存在于固有层中，包括T细胞、B细胞、巨噬细胞、树突状细胞等。
通过细胞信号传导机制，固有层中的细胞可以与肠道中的物质相互作用。例如，树突状细胞可以检测到黏液层中的细菌，然后穿过上皮细胞，进入循环系统和淋巴结，在那里它们可以激活T细胞和炎症反应。
肠道菌群通过四种方式规划和调节免疫系统
肠道和肠道菌群凭借其选择性肠道屏障、厚厚的黏液层和高密度的免疫细胞，密切参与人体的免疫功能，主要通过四种不同的方式：
1、免疫系统的早期发育
免疫系统的发育需要肠道微生物的合作。没有肠道细菌，免疫系统就不能正常发育，在老鼠和其它动物模型的研究中一次又一次地证明了这一点。无菌小鼠因为不携带有任何微生物，饲养在无菌环境中，它们的免疫系统发育也会受到影响。它们所经历的免疫系统问题包括：
脾脏和淋巴结发育不完善
Th1细胞和Th2细胞之间的比例改变，使免疫系统倾向于自身免疫
固有层中的免疫细胞数量减少
黏液中IgA的产生减少
抗体产生的能力降低
长期以来，人们认为胎儿在一个近乎无菌的环境中发育。然而，最近的研究表明，它并不是完全无菌的，婴儿在子宫里的时候可能会接触到一些细菌。科学家们已经发现，在母亲子宫、胎盘、羊水中，甚至在胎儿发育中的肠道中都可能存在小量的细菌。但是，绝大多数微生物的定植是发生在出生以后的。生命的前两三年是肠道菌群发育的关键时期，也是免疫系统发育成熟的关键窗口期。在此期间，这些共生细菌“训练”我们的免疫系统，将常见的肠道细菌识别为朋友，而不是敌人。同样，肠道菌群向身体发送关于早期环境暴露的信息，比如食物、过敏原等，使其在以后的生活中能够对这些物质产生耐受性。
2、训练免疫系统耐受肠道共生细菌而攻击致病菌
肠道细菌与人类共同进化了数百万年，形成了一种互惠互利的共生关系。
共生细菌是通常与人类健康密切合作的正常居民。
机会致病菌通常在肠道中低水平存在，但在适当的条件下，可能会大量繁殖并引起感染。
致病菌通常不存在于肠道内，但可以通过被污染的食物或水进入肠道。
那么，免疫系统如何知道哪些微生物是朋友，哪些是敌人呢？如上所述，生命早期的肠道细菌定植是至关重要的。一旦免疫系统得到了适当的训练，它就会允许“好的”菌群定植和发挥作用。当黏液中的先天免疫细胞与致病菌接触时，这些细胞会分泌炎性细胞因子和趋化因子，招募更多的先天免疫细胞，并可能激活树突状细胞，向固有层的系统循环发出信号。此外，肠道共生细菌可以分泌多肽与机会致病菌和致病菌竞争。
3、促进免疫自我耐受
在生命早期，肠道微生物会调节T淋巴细胞分化为攻击抗原的效应T细胞或耐受抗原的调节T细胞。某些肠道细菌，比如脆弱拟杆菌，会被调节T细胞识别，以促进免疫耐受。另一方面，肠道中的一些微生物会分泌多肽和细胞因子，最终触发固有层中的效应T细胞，在受影响的肠道区域释放IgA、细胞因子和炎症介质。
在适当的平衡下，免疫系统会对入侵者做出反应，但会容忍身体自身的细胞和食物抗原。这种平衡有助于防止食物过敏和自身免疫性疾病。
4、通过分泌物质促进免疫系统和肠道之间持续交流
虽然早期生活对免疫系统的正常发育起着重要作用，但其实在整个生命过程中，肠道菌群不断塑造和完善免疫系统，所以肠道细菌必需得到适当的营养和照顾。肠道微生物会分泌各种物质来建立肠道屏障并通知免疫系统。
短链脂肪酸
某些种类的肠道细菌会发酵食物中的不可消化的膳食纤维产生短链脂肪酸，比如乙酸、丙酸和丁酸。丁酸是肠道上皮细胞的主要燃料来源。短链脂肪酸通过激活免疫细胞上的多种受体，以多种不同的方式调节肠道免疫系统：
——维持紧密连接
——抗炎症作用
——促进T淋巴细胞的分化
——提高适应性免疫细胞产生抗体
——增强先天免疫细胞的活性，包括树突状细胞和巨噬细胞
多糖A
肠道共生细菌脆弱拟杆菌产生的多糖A是一种具有强大的抗炎症作用的不可消化的多糖。多糖A也通过使Th1/Th2反应倾向于Th1，来影响辅助性T细胞的活性，从而促进免疫耐受。
吲哚
吲哚是由某些肠道细菌利用必需氨基酸色氨酸合成的，但它们也来源于饮食中的植物性食物。吲哚通过影响杯状细胞分泌黏液和加强内皮细胞之间的紧密连接来影响免疫防御的第一道防线——肠道屏障。
多胺
多胺来源于大多数类型的食物并被小肠吸收。它们也可由肠道细菌产生。多胺可以对抗先天免疫细胞释放的促炎细胞因子；它们也可以通过影响内皮细胞来维持黏液层。
当肠道菌群和免疫系统之间的关系被破坏时
肠道菌群和免疫系统一直保持警惕，以防止入侵者跨越肠道屏障。但它们不是不可战胜的，有很多因素都会对肠道造成破坏，包括：
高糖高精制碳水化合物而缺乏营养的饮食
压力
剖腹产出生
缺乏睡眠
抗生素的使用
感染
抑酸药物、非甾体类消炎药等药物的使用
如果肠道黏液层变薄，或者没有足够的膳食纤维和营养的摄入以维持肠道微生物多样性，或者使用抗生素消灭了大量的肠道有益细菌，那么抗原和致病菌就可能到达肠上皮细胞。
如果抗原或蛋白质在不应该到达上皮细胞时到达，先天免疫细胞和肠道菌群就会介导局部炎症。慢性炎症最终会破坏肠上皮细胞之间的紧密连接，使原本正常无害的蛋白质进入固有层并进入血流中。由于这些蛋白质不应该出现在血液中，免疫系统将其视为一种威胁，最终会导致过敏或自身免疫攻击。
如何照顾好我们的肠道
保持肠道健康可以影响我们的免疫系统和健康的方方面面。照顾好肠道的一些方法包括：
富含膳食纤维的饮食，多吃各种蔬菜和水果
适当补充益生菌和发酵食品
运动
良好的睡眠习惯
管理好压力
亲近大自然
更多关于维持健康肠道菌群的信息，可以参阅：
肠道菌群就是驱动人类健康的引擎，在维持健康的免疫系统功能中发挥重要作用。通过健康的饮食和生活方式，赋予好菌力量，恢复肠道菌群的健康平衡，让坏菌无可趁之机，让数以万亿计的细菌小伙伴能够自然地增强我们的免疫系统，从而维持我们的健康。