פרוביוטיקה יכולה להפעיל השפעות בריאותיות מועילות במערכת העיכול באמצעות מספר מנגנונים שונים, כולל
1. פרוביוטיקה יכולה להתחרות במיקרואורגניזמים פתוגניים במערכת העיכול ולתפוס כל מקום פנוי. מנגנון פעולה זה שימושי במיוחד כאשר פלורת המעיים הטבעית נמצאת תחת התקפה ישירה, כגון המתרחשת במהלך שימוש באנטיביוטיקה או כימותרפיה.
2. פרוביוטיקה יכולה לעכב את ההשפעות הרעילות של מיקרואורגניזמים פתוגניים על ידי הפרשת תרכובות אנטיבקטריאליות.
3. ניתן להשתמש בפרוביוטיקה לאימון ואיזון המערכת החיסונית של הגוף כולו. לדוגמה, שימוש בפרוביוטיקה יכול להפחית את התרחשותן של תגובות אלרגיות ודלקות, לשפר את הסבילות למזונות מסוימים ולהגביר את הפרשת האימונוגלובולין A (IgA).
4. פרוביוטיקה יכולה גם לייצר תרכובות המועילות ישירות למעיים. תרכובות מועילות אלו כוללות חומצות שומן קצרות שרשרת, המסייעות בשמירה על pH בריא של המעי הגס. מינים מסוימים של פרוביוטיקה קשורים גם לשחרור פוליאמינים, המסייעים בשיקום מבנה המעי התקין.
5. לפרוביוטיקה פעילות אנטי דלקתית
6. פרוביוטיקה יכולה לעזור לשמור על זמן מעבר מעיים אידיאלי. לדוגמה, זנים פרוביוטיים מסוימים מאיצים את זמן מעבר המעי הגס, בעוד זנים אחרים מאטים את זמן מעבר המעי הגס. לכן, חולים עם עצירות ושלשול יכולים להשתמש באופן סלקטיבי בזנים מסוימים של פרוביוטיקה כדי לחוות את היתרונות הללו.
7. פרוביוטיקה יכולה להפחית את רגישות המעי על ידי הפחתת התגובתיות של עצבים תחושתיים מוגזמים במעי, הנקראת גם רגישות יתר ויסצרלית. 8. פרוביוטיקה יכולה לשפר את תפקוד מחסום המעי ולהתנגד לחוט פולשים זרים.
9. פרוביוטיקה יכולה לשנות את הביוכימיה של המוח ולאזן את מצב הרוח
10. פרוביוטיקה יכולה לשנות את חילוף החומרים.