據WHO統計，目前全世界20歲及以上的成年人中有15億人超重，其中2億多男性和近3億女性為肥胖。中國同樣也面臨著嚴重的健康問題。Reynolds等[1]在2000—2001年對15540名中國人進行流行病調查，以WHO標準判斷男性超重率為24.1%，肥胖率為2.8%，女性超重率26.1%，肥胖率為5%[1]。肥胖成為影響健康的重大隱患，以及肥胖等因素引起的代謝綜合征，如高血壓與糖尿病，嚴重威脅人類的健康。據統計，目前我國已成為僅次于印度的全球第二大糖尿病國家，預測至2025年中國的糖尿病患者將超過3700萬[2]。這些亞健康或疾病的發生不僅僅嚴重影響患者的身體健康和生活質量，同時也給各國造成了沉重的經濟負擔，因此預防或治療慢性疾病已經成為21世紀全世界面臨的最大公共衛生挑戰之一，健康問題已經在全球范圍內引起了廣泛關注。

亞健康狀態或疾病發生的機理復雜，通常認為與環境、遺傳和飲食密切相關。在眾多因素中，通過食物干預或改善亞健康或慢性病正逐漸引起了人們的重視。2010年，比利時科學家Szic等[3]提出食物可調節慢性病的觀點。ZhaoLiping等[4]提出“慢性病的腸源性假說”，認為腸道菌群是人體的第二基因組，通過改善腸道菌群，有利于慢性炎癥的消除并使宿主的代謝機能逐步恢復。消化系統(主要是腸胃)是與食物直接接觸人體的第一個系統，是連接機體內環境和外部環境的橋梁，具有消化吸收功能、屏障功能、以及免疫與信號轉導功能[5-7]。

當前食物成分調節腸道結構和功能(如腸上皮細胞屏障[8]與黏膜免疫[9])、調節腸道微生物[10]的作用機制方面的研究較少。本文對食物成分、微生物及其代謝物，以及腸道結構功能的三者之間的聯系作用(圖1)，以及對機體其他組織與器官造成的影響進行總結歸納，試圖找出其中的內在聯系。對全面地認識食物成分、微生物和腸道對健康的影響，對食物調節與促進人體健康，逆轉亞健康狀態以及干預慢性病具有重要借鑒意義。

1食物對消化系統(腸胃)的影響

消化系統由消化道和消化腺兩部分組成[11]。消化道是一條起自口腔延續為咽、食道、胃、小腸(十二指腸、空腸、回腸)、大腸(盲腸、結腸、直腸)，止于肛門的一段很長的肌性管道，其中腸道是物質消化和吸收的主要場所。消化腺包括唾液腺、胰腺、肝臟、胃腺、腸腺，其主要功能是分泌消化液。

1.1腸道的基本結構和功能

1.1.1腸道的基本結構

典型的腸道組織結構分為黏膜層、黏膜下層、肌肉層以及外膜。黏膜層主要由上皮層、固有層和黏膜基層組成[12]。上皮層由單層柱狀細胞組成(腸上皮細胞)，主要包括吸收細胞、杯狀細胞、潘氏細胞、內分泌細胞及未分化細胞。吸收細胞數量最多，它是由密集而規則排列的微絨毛構成，每個細胞上微絨毛約有1000根，使細胞游離面面積擴大了約20倍；杯狀細胞散布于吸收細胞間，能分泌黏液，具有潤滑和保護作用，從十二指腸至回腸末端其數量逐漸增多；潘氏細胞位于絨毛底部，內含溶菌酶，同時具有分泌α-防御素的能力，具有一定的滅菌作用；內分泌細胞多集中在十二指腸上部，能分泌多種激素，如L細胞廣泛分布于各腸段，分泌腸高血糖素；I細胞分布多見于十二指腸和空腸，分泌縮膽囊素-促胰酶素等；未分化細胞也稱隱窩干細胞，胞體較小，細胞不斷的增殖、分化、向上遷移，以補充絨毛頂端脫落的吸收細胞和杯狀細胞，同時也具有分化成潘氏細胞和內分泌細胞的能力；固有層中富含免疫細胞，如T細胞、B細胞、巨噬細胞，除了含有大量分散的淋巴細胞外，還含有淋巴小結，在十二指腸和空腸多為孤立淋巴小結，回腸多為集合淋巴小結。黏膜基層由內環行和外縱行兩層平滑肌組成。黏膜下層為疏松結締組織，含有較多的血管和淋巴管；肌肉層包含內環行和外縱行兩層平滑肌；外膜除十二指腸厚壁為纖維膜外，小腸其余部分的外膜均為漿膜。

1.1.2腸道功能

腸道功能主要包括消化吸收功能、屏障和免疫作用，如圖2所示[13]。目前，對腸上皮細胞的消化轉運功能研究較早也較為清楚，后兩者逐漸成為研究熱點。腸道屏障功能和免疫作用對維持腸道穩態具有重要的意義，腸道功能正常與否與腸道黏膜層密切相關，尤其是上皮層和固有層。腸道消化與吸收功能，腸上皮細胞在發揮這一功能中起著主要作用。在腸上皮細胞表面微絨毛的刷狀緣上分布著大量的酶，如α-糊精酶、麥芽糖酶、蔗糖酶以及寡肽酶。胰淀粉酶的消化產物麥芽寡糖、麥芽糖以及從食物中攝入的蔗糖、乳糖等進一步在這些酶的作用下水解生成單糖，包括葡萄糖、果糖和半乳糖[14]。

腸上皮細胞對營養物質的吸收可以通過多種途徑：主動轉運，單純擴散，易化作用，胞吞作用[15]。腸道的屏障功能，主要包括機械屏障、生物屏障和免疫屏障功能[16]。機械屏障主要由腸上皮細胞及其緊密連接蛋白構成，機械屏障可阻止腸腔中的大分子物質(如微生物、抗原)進入機體內部[17]。生物屏障是指與腸道相互依賴又相互作用的微生態系統平衡。腸道免疫屏障功能主要由分泌型IgA和腸上皮內淋巴細胞免疫監視構成。它能抵抗外來和自身抗原誘導免疫應答反應。這三者一起構成一個完整的腸道屏障，保護腸道免受外來的抗原和免遭異常的免疫應答反應[18]。

腸道的免疫功能由腸道黏膜免疫系統體現，它主要包括腸道黏膜上皮及固有層內呈彌散分布的淋巴細胞，以及組織化的淋巴組織(如派氏結、腸系膜淋巴結及較小的孤立淋巴濾泡)[19]。成人腸道黏膜面積至少有200m2，腸道內環境非常復雜，使腸道黏膜免疫系統長期曝露于各種病原體、食物和腸道共生菌群，因此腸道黏膜免疫系統形成了一套嚴格的調節機制區分各種抗原刺激并進行分類并迅速做出反應：對無害抗原(食物營養成分和有益菌種)能下調免疫應答，具有免疫耐受特性；而對有害抗原則產生體液和細胞免疫并排除抗原[20]。腸道黏膜免疫在調節腸道免疫耐受和免疫反應平衡扮演重要角色。此外，腸上皮細胞還具有信號識別與轉導的功能，部分參與免疫作用。腸上皮細胞表面表達Toll樣受體(TLRs)，識別腸腔內的抗原[21]。在正常情況下，細胞表面TLRs低水平表達，只有在疾病狀態(炎癥性腸病)下其表達顯著增加，這在一定程度上增加了對腸道共棲微生物的耐受性。同時腸上皮細胞通過分泌的胸腺基質淋巴細胞生成素(TSLP)與T細胞上相應的受體結合來調節輔助型T細胞的分化，TSLP還能通過影響VA的代謝調節DCs細胞的功能[22]，揭示腸上皮細胞可參與腸道黏膜免疫的調控[23]。