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据研究者发现，人体对营养物质的消化吸收主要是在小肠中进行的。小肠就好像一条长约6米的窄窄的管子，它与那些专门吸收营养物质并进入血液的组织紧密相连，从而使营养成分进一步被输送到人体所需的各个部位。小肠壁由内到外分为黏膜层、黏膜下层、肌层和浆膜层。小肠内表面的黏膜层作为天然的生理和免疫屏障层，能防止潜在的细菌和有害物质进入循环系统。益生菌也是此屏障层的重要成分之一。小肠中的pH为5.0～7.0，其中的空肠和回肠的微生物浓度约在10 4 ～10 7 个/毫升，主要分布的微生物有：拟杆菌、链球菌、乳杆菌、普雷沃菌、肠球菌、梭状杆菌等。肠道黏膜的深层主要可定植双歧杆菌和厌氧的乳杆菌，中层是拟杆菌、消化链球菌等，表层是需氧的大肠杆菌和肠球菌。深层的菌群紧贴着黏膜表面，称为膜菌群，又称为原籍菌群（autochthonous）。表层的菌群主要在肠腔中，可游动，称为外籍菌群。定居在肠道内的正常菌群吸附在肠道黏膜上，使外来菌无吸附之处而被排出。例如双歧杆菌占据肠黏膜上皮细胞的表面，就阻止了致病菌的入侵。在日常饮食中，不当的膳食组成和搭配，会改变小肠内正常有益菌群（益生菌等）和有害菌群之间的平衡。一旦有害菌增殖较快或食物在小肠内的滞留时间过长，就有可能损害肠道内壁或引起潜伏的炎症。
两个细胞之间的结点称为桥粒。正常情况下，桥粒紧密相连且不允许大分子物质通过。当它受到刺激或发生炎症时，结点变松，使得大分子物质易于通过。菌群失衡通常也会使小肠内壁层张开和形成“孔洞”、缝隙，进而导致肠道渗漏性增加（俗称肠渗漏综合征）。当原本无法透过肠内壁进入血液的大分子物质变得可以通过时，免疫系统把它们看作异物并进行攻击，从而导致炎症，并表现为食物过敏症状。肠道的菌群失调会加速有害细菌产生毒素，毒素反过来又在肠道内创造更多的“孔洞”。当肠黏膜进一步受损时，更大的物质如致病菌、毒素等就可进入血液循环，激活抗体，免疫系统将不得不与之在血液中进行激烈的“斗争”。致病菌和毒素若通过渗漏的肠黏膜层，就会进一步扩大和加剧全身性的炎症。导致肠渗漏综合征的原因是多方面的，使用某些非类固醇类的抗炎药物，如阿司匹林，往往可能使肠渗漏的状况恶化。有研究表明酗酒也与肠渗漏的发生有关，约有30%的酗酒者可能患上肝硬化等疾病。美国伊利诺伊州的芝加哥洛约拉（Loyola）大学医学院胃肠病系的科研人员认为，由酒精诱导产生的肝损伤部分是由肠渗漏引起的。还有其他情况也可能会导致并加重炎症。例如，摄入过多含咖啡因的饮料，食用被有害菌或寄生虫污染的食物，以及饮食组成中含大量精细的碳水化合物（糖和加工面粉），等等。
如果没有肠渗漏现象的出现，过敏症和食品过敏的情况很少会发生。当小肠发生感染时，通常并发肠渗漏综合征，但不易被诊断出。常见的过敏性食品有鸡蛋、牛奶、花生、豆类、小麦、芝麻等，也有一些人对芹菜、芥菜、牛肉、猪肉和小牛肉等过敏。
目前的研究认为，下列诸多病症通常或多或少地与食品过敏有关：肠易激综合征，炎症性肠病（结肠炎等），便秘，腹泻，膀胱、尿道、阴道感染，免疫功能低下导致的反复感染，哮喘，痤疮，皮疹，湿疹，麻疹，抑郁症，焦虑不安，精神错乱，失眠，风湿性关节炎，关节强硬性脊椎炎，慢性疲劳，头痛，偏头痛，窦炎，低血糖，等等。
目前，世界上已有多个经临床证实并具有较好预防食品过敏效果的益生菌菌株（主要来自乳杆菌和双歧杆菌两大属类），它们常被添加于各种益生菌食品（如酸奶等）、膳食补充剂和营养保健食品中并在全球市场上销售。