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肠道中的微生物种类繁多，数量极大，因此肠道也被誉为“人体最大的加油站”“人体最大的排污厂”以及“人体最辛苦的器官”，这些都得益于肠道菌群的功劳。肠道菌群的代谢能力等同于肝脏，因此它又被视作“机体的额外器官”，影响人体的生理代谢。肠道菌群作为一个复杂的动态系统，通过与机体长期的协同进化及与环境等的相互作用，维持着机体的生理平衡。
人一生中摄入的食物，约为70t，都要由肠道处理，所需的营养物质绝大部分由肠道消化吸收，人体内99%的营养素是通过肠道吸收而来，在肠道内营养素代谢水平远远超过肝脏。在肠道中，益生菌参与人体的营养物质吸收、代谢等。众所周知，很多重病患者通过食用特种食品来补充蛋白质、维生素和矿物质，但有的病人可以消化吸收这些营养物质，而有的病人却不能。虽然一些高营养的食品、功能性营养品的研发做得很好，产品性价比也高，但有的病人吃了就是不管用，其根本原因在于这些病人的脾胃功能差。脾胃为后天之本，而调理脾胃的重点就是改善肠道益生菌菌群。这时适当的益生菌的补充将有助于营养物质在肠道内的吸收。
人体80%以上的毒素由肠道排出体外。人一生中要排出约4t的大便，这其中有1/3是肠道细菌，常见的细菌约有30～40种。人体自身代谢物、一些药物代谢物、内源性物质，包括由肝脏排出的胆色素衍生物、某些金属（如钙、镁、汞、铅等）和毒素，也都经由肠壁排至肠腔，随粪便排出体外。
在胃肠道的黏膜内存在有数十种内分泌细胞，它们分泌的激素统称为胃肠激素。胃肠激素的化学成分为多肽，可作为循环激素起作用，也可在局部起作用或者分泌入肠腔发挥作用。胃肠道黏膜面积大，所含内分泌细胞数量多，故胃肠道是体内最大的内分泌器官。胃肠道拥有人体内最多的神经内分泌细胞，种类也多，人体70%神经递质源自肠道。它们常以单个细胞夹杂在胃肠上皮内，也可三五成群，或产生不同产物的细胞分布在同一部位，分泌相同或相似物质的细胞分布在不同部位，十二指肠是其密集之处。
人体70%的免疫力来自肠道，因为人体70%的免疫球蛋白IgA聚集在肠道中。肠道菌群参与免疫系统的发育及抵抗外来病原体入侵。在人的一生中，95%以上的感染性疾病直接或间接与消化道有关。
肠道黏膜面积约有一个网球场大，它的结构和功能使其成为一个强大的黏膜免疫系统。肠道黏膜免疫系统包括肠道相关淋巴组织、淋巴细胞及免疫因子。淋巴细胞主要集中在三个区域：上皮细胞层、固有层和集合淋巴结。肠黏膜作为人体的重要防线，承担着抵抗摄入食物中所携带的致病菌及食物消化后生成的毒性物质的重要生理功能。致病菌及食物消化后生成的毒性物质可作为抗原物质，刺激肠道淋巴组织产生免疫应答。其中最直接的反应就是使肠道产生大量分泌型免疫球蛋白，阻止抗原入侵机体，同时阻断致病菌对肠道黏膜的损伤，预防入侵性炎症疾病的发生。肠道中的益生菌则能够促进巨噬细胞的吞噬功能，使自然杀伤（NK）细胞活性增加，增加非特异性免疫的作用；益生菌还可促进特异性免疫中的细胞免疫和体液免疫。细胞免疫即T细胞受到抗原刺激后，分化、增殖、转化为致敏T细胞，当相同抗原再次进入机体，致敏T细胞与抗原发生特异性结合，对抗原产生直接杀伤作用。肠上皮淋巴细胞主要是CD8 T细胞（可以识别并杀死黑色素瘤细胞的免疫细胞，被认为具有根除肿瘤的潜力），自然杀伤活性强，对病毒感染有免疫监视的作用。肠道中的乳酸菌能使肠上皮淋巴细胞毒活性增强，并能诱生多种淋巴因子，其中白介素-10（IL-10，一种炎症与免疫抑制因子）能增强单核巨噬细胞的吞噬。体液免疫即以效应B细胞产生抗体来达到保护目的的免疫机制。肠道中的益生菌通过改善肠黏膜屏障功能，促进特异性和非特异性免疫球蛋白IgA抗体的产生，增强免疫系统的功能。
与肠道菌群最直接接触的肠黏膜，被喻为人体最重要的防线之一。肠道菌群结构遭到破坏会导致肠道微生态失调，菌群与肠黏膜的正常交流被破坏，使得肠上皮细胞发生病变，严重者可导致肠道黏膜通透性加大，使细菌毒素能通过肠黏膜进入血液循环，导致内毒素血症。内毒素血症会引起全身性多种炎症反应，如人体结肠、胃部、食道、肝脏、乳腺等组织由于致病菌感染而引起炎症反应，而炎症则又加剧了微生态紊乱状态，严重时会威胁人体生命健康。炎症与菌群失调叠加，又会增加肿瘤的发生概率。