儿童每日摄入的食物中，除了蛋白质、脂肪、碳水化合物等易于吸收的成分，还包含大量人体自身难以直接分解利用的物质，其中膳食纤维便是典型代表。而肠道中的双歧杆菌、乳杆菌等有益菌群，能够通过自身分泌的特异性酶，将膳食纤维分解为乙酸、丙酸和丁酸等短链脂肪酸。这些短链脂肪酸不仅能为肠道上皮细胞提供约70%的能量，维持肠道黏膜的完整性和屏障功能，防止有害物质侵入血液循环，还能通过调节肠道内环境的pH值，促进钙、镁、铁等矿物质的溶解与吸收——例如，丁酸可增强肠道黏膜细胞对钙的转运能力，使钙的吸收率提升15%-20%，为骨骼的钙化和身体的发育提供充足且优质的矿物质原料。临床研究也进一步证实，在一些因营养不良导致生长迟缓的儿童中，肠道菌群的多样性显著降低，有益菌数量不足，且这种菌群失衡与蛋白质、矿物质等营养物质的吸收障碍直接相关；而通过补充特定的益生菌（如鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌）调整菌群结构后，儿童肠道对营养物质的吸收效率明显提高，血清中白蛋白、铁蛋白等营养指标也随之改善，生长迟缓的状况得到有效缓解 。

肠-脑轴通过神经、内分泌、免疫三大途径实现肠道与大脑的信息传递，而肠道菌群则是这一通路中的核心“信号传递者”。它们能够合成和调节多种对神经功能至关重要的神经递质和神经活性物质，例如γ-氨基丁酸（GABA）——一种主要的抑制性神经递质，对缓解焦虑、改善睡眠具有重要作用；5-羟色胺（5-HT）——约90%的5-羟色胺在肠道合成，不仅参与调节肠道蠕动，还能通过血液循环作用于大脑，影响情绪、认知功能和睡眠质量。值得注意的是，5-羟色胺还能间接调节生长激素的分泌节律，例如通过改善夜间睡眠质量，为生长激素“黄金分泌期”提供保障，进而对儿童的身高增长产生积极影响。此外，肠道菌群代谢产生的短链脂肪酸、色氨酸代谢产物等，也能通过激活肠道内分泌细胞分泌激素（如酪酪肽、胰高血糖素样肽-1），或通过免疫途径影响大脑功能。大量研究发现，自闭症、注意力缺陷多动障碍（ADHD）等神经发育障碍儿童的肠道菌群结构与正常儿童存在显著差异，例如自闭症儿童肠道内梭状芽孢杆菌等有害菌数量增多，双歧杆菌等有益菌数量减少，这种菌群失衡可能通过肠-脑轴影响神经递质合成、炎症反应等，在神经发育障碍的发生发展中起到推波助澜的作用，而通过调节肠道菌群，部分患儿的社交能力、注意力等症状也能得到一定程度的改善。

双歧杆菌和乳酸菌可通过自身代谢合成维生素B族，包括参与能量代谢的维生素B1、B2，调节神经系统功能的维生素B6，以及促进红细胞生成的维生素B12，这些维生素在儿童生长发育、成人新陈代谢中发挥着不可替代的作用；大肠杆菌、粪肠球菌等还能合成维生素K，参与人体凝血因子的合成，保障凝血功能正常，同时助力骨骼健康。在矿物质吸收方面，肠道菌群通过发酵碳水化合物产生的短链脂肪酸，能降低肠道内pH值，使钙、镁、铁等矿物质从不可溶的盐类转化为可溶状态，显著提升吸收率——例如钙的吸收率可从30%左右提高至45%；同时，肠道菌群产生的有机酸、氨基酸等代谢产物，能与矿物质形成可溶性复合物，防止矿物质在肠道内与草酸等物质结合形成不溶性沉淀，进一步提高其生物利用度，确保骨骼生长、酶合成等生理过程获得充足的矿物质原料。

丁酸能与软骨细胞内的HDAC结合并抑制其活性，使细胞内组蛋白乙酰化水平升高，进而上调SOX9、COL2A1等软骨细胞增殖相关基因的表达——SOX9是软骨细胞分化的“主控因子”，可促进软骨细胞保持增殖活性，COL2A1则是软骨基质的主要成分，其表达增加能为软骨细胞增殖提供良好的“支架环境”；在丁酸的作用下，软骨细胞进入增殖周期的比例提升15%-20%，细胞分裂速度加快，同时，丁酸还能抑制 caspase-3、Bax等凋亡相关蛋白的活性，减少软骨细胞程序性死亡，使生长板软骨层厚度增加10%-15%，维持生长板的结构完整性与功能活性。