肠道免疫系统主要是指肠道相关淋巴组织（gut-associatedlymphoidtissue,GALT），它是全身最大的淋巴器官，也是最为复杂的部分。对于无害信号刺激，GALT或是保持一种低反应性的免疫监视状态，或是调动免疫耐受机制；而对于危险信号，GALT则及时反应将其清除，从而维持肠道内环境的稳定。而肠道免疫系统中起中心作用的是浆细胞，它可分泌免疫球蛋白。免疫球蛋白通过肠上皮细胞或在细胞间隙内与上皮细胞产生的分泌片段，结合形成分泌型免疫球蛋白。
Gln可通过三种不同的机制提高机体免疫力：（1）Gln作为代谢底物参与浆细胞的能量代谢，从而促进和维持浆细胞的生物活性；（2）Gln在细胞代谢过程中通过脱氨基和转氨基作用合成多种氨基酸，促进免疫球蛋白的合成；（3）Gln为机体细胞DNA增殖提供前体物质，促进B淋巴细胞的增殖与分化，促进浆细胞的发育。众多研究表明，补充Gln可以提高小肠的相对重量、绒毛高度和隐窝深度，保护小肠的完整性，还能提高肠道中免疫球蛋白水平（）。
除了可以作为蛋白质的组成部分及在氨基酸氨基转移中发挥作用外，Gln作为一种具有免疫调节作用的氨基酸，它对免疫细胞也具有一定的调控作用。缺乏Gln会减少淋巴细胞增殖，影响表面活化标记物对淋巴细胞和单核细胞的表达，从而影响细胞因子的产生，刺激细胞凋亡。Fan等以烧伤老鼠为试验对象，研究发现以EN方式补充Gln可以显著提高淋巴细胞的数量，以及淋巴细胞亚群和肠道中IgA水平，降低淋巴集结的细胞凋亡率。Bertrand等研究发现，Gln可以调节十二指肠黏膜特定蛋白质的泛素化过程，例如GRP75和APG-2。其中，GRP75具有保护和抗炎特性，而APG-2通过与ZO-1的相互作用间接调节压力诱导的细胞存活和增殖。再者，Gln可以刺激肠上皮细胞因子的产生。
Pai等研究发现补充Gln可以增加小肠上皮内淋巴细胞（IEL）γ和δ-T淋巴细胞的数量，下调γ和δ-T淋巴细胞表达的炎症因子，改善由葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导的肠上皮损伤的严重程度。同时，Tung等研究发现，Gln可以阻止CD8αα（+），T-细胞受体αβ（+）肠上皮淋巴细胞的凋亡，增加其中白细胞介素（IL）-7受体和转化生长因子-β表达。Rosana等试验发现，在肠梗塞小鼠日粮中添加Gln，可以明显提高肠液和血浆中γ-干扰素、IL-10和IgA的水平。同时，Gln还可以保护患有坏死性小肠结肠炎初生小鼠的肠道，这可能是因为它可以降低肠道中TLR-2和TLR-4的表达。另外，Gln亦可以增强肠道耐受性，如腹痛肿胀腹泻等，细胞免疫指标CD3(+)Tcell,CD4(+)Tcell,CD8(+)Tcell,CD4(+)/CD8(+)and自然杀伤细胞的数量都有所增多。
NF-κB——核因子活化B细胞κ轻链增强子，其中，κ轻链是免疫球蛋白的重要组成部分。NF-κB是一种广泛存在于哺乳动物细胞中的转录因子，能与多种基因的启动子或增强子序列的特定位点结合而促进基因转录和表达，从而调控细胞凋亡、细胞黏附、细胞增殖、固有免疫以及适应性免疫应答、炎症、胞内胁迫应答和组织重塑等过程。在针对感染的免疫反应中，NF-κB起到了重要的调节作用。Gln可以通过降低κB抑制因子-α水平，改变NF-κB信号传导途径，提高腹腔巨噬细胞的核中NF-κB活性。而Zhong等研究发现，补充Gln可以提高在子宫内胎儿发育迟缓的断奶仔猪的免疫反应能力。这可能与Gln可以提高HSP70的表达和抑制NF-κB的激活有关。在缺氧环境下，Gln可以保护肠道免受损伤，调节肠道菌群失调，这可能和TLR4，MyD88和NF-kappaB信号传导通路有关。
