Te korzystne właściwości wynikają z zapewnienia prawidłowej równowagi naturalnej mikroflory, która zasiedla przewód pokarmowy.Probiotyki mogą być podawane w postaci preparatów farmaceutycznych (jako liofilizaty bakterii o gęstości 1010 komórek/gram), lub w postaci żywności wzbogaconej tymi bakteriami (głównie fermentowane produkty mleczne- biojogurty, kefiry, mleko acydofilne). Wymagane jest by liczba żywych drobnoustrojów wynosiła 108 komórek/1 gram takiego produktu spożywczego.

Wyróżnia się około 11 gatunków bakterii, 3 gatunki grzybów drożdżoidalnych i 1 gatunek grzybów pleśniowych o działaniu probiotycznym. Efekt ich działania zależy nie tylko od gatunku, ale i od szczepu.  Do szczepów probiotycznych zalicza się m.in. bakterie: Bacillus cereus, Escherichia coli, Lactococcus lactis, Enterococcus faecium i Enterococcus faecalis oraz grzyby drożdżoidalne i pleśniowe takie jak: Saccharomyces boulardii i Aspergillus niger.

Głównym zadaniem probiotyków jest utrzymywanie homeostazy, ograniczanie rozwoju drobnoustrojów chorobotwórczych (poprzez wytwarzanie bakteriocyn, nadtlenku wodoru, kwasów organicznych). Niektóre biorą również udział w trawieniu laktozy, działają immunostymulująco i immunomodulująco, produkują związki cytoochronne i peptydy czynnościowe. Uzyskanie oczekiwanego efektu działania probiotyków zależy od wielu czynników (np. zastosowany szczep, jego przeżywalność, warunki wzrostu, skład diety i obecność w niej oligosacharydów będących pożywką dla drobnoustrojów bytujących w okrężnicy).

Najbardziej znanym szczepem probiotycznym jest Lactobacillus GG (Lactobacillus casei ssp. rhamnosus). Znalazł on zastosowanie w biegunkach rotawirusowych, poantybiotykowych, podróżnych i występujących w przebiegu zakażenia Clostridum diffcile. Do innych często stosowanych szczepów probiotycznych należą: Lactobacillus casei szczep Shirota (LCS), Lactobacillus plantarum 299v (Lp 229v) i Lactobacillus rhamnosus 271 (DSM 6594).

Doświadczenia in vitro dowiodły, że Lactobacillus acidophillus La1 potrafi wytwarzać substancje przeciwbakteryjne, ograniczające wzrost Helicobacter pylorii. Szczep Lactobacillus rhamnosus produkuje związki aktywne wobec bakterii Gram-dodatnich oraz -ujemnych i hamuje przyleganie komórek do nabłonka jelita. Szczep Enterococcus dostarcza bakteriocyn, które hamują wzrost bakterii z rodzaju Listeria.

Działanie probiotyku może być wzmocnione poprzez łącznie go z prebiotykiem. Prebiotyk to składnik pożywienia, który nie ulega strawieniu w przewodzie pokarmowym. Pobudza w sposób selektywny wzrost lub aktywność określonych szczepów bakterii jelitowych, wpływając w ten sposób na poprawę stanu zdrowia. Prebiotyki mogą modyfikować oddziaływania między potencjalnie patogennymi i niechorobotwórczymi drobnoustrojami, co korzystnie wpływa na równowagę mikroflory jelitowej. Do najbardziej znanych prebiotyków należą: inulina, oligofruktoza, fruktooligosacharydy, pochodne galaktozy i β-glukanów. Produkt spożywczy, w którym znajduje się zarówno probiotyk jak i prebiotyk nosi nazwę synbiotyku. Aby dany mikroorganizm mógł być użyty dla potrzeb probiotykoterapii, musi przejść szereg badań potwierdzających, że spełnia kryteria stawiane wobec probiotyku. Najważniejsze z nich to:

·pochodzenie z naturalnej mikroflory człowieka

·odporność na obecność soku żołądkowego i soli żółciowych

·zdolność adchezji do nabłonka jelit

·zdolność do przetrwania w układzie pokarmowym

·aktywność antagonistyczna w stosunku do drobnoustrojów o charakterze patogennym

·bezpieczeństwo w wykorzystaniu klinicznym i spożywczym

·potwierdzone klinicznie efekty zdrowotne

 WHO sprecyzowało procedury badań nad mikroorganizmami probiotycznymi. Badania obejmują trzy etapy: ocenę bezpieczeństwa szczepu, wstępną weryfikację skuteczności szczepu oraz ocenę skuteczności stosowania probiotyku w porównaniu ze standardowym leczeniem. Identyfikacja szczepów probiotycznych musi być przeprowadzana z zastosowaniem metod badawczych powszechnie uznanych na świecie, takich jak hybrydyzacja DNA-DNA, sekwencjonowanie odcinka DNA kodującego 16S rRNA. Zalecane jest, aby wyniki testów genetycznych zostały potwierdzone za pomocą metod fenotypowych, takich jak: określenie rodzaju fermentowanych cukrów oraz końcowych produktów fermentacji glukozy.

Bezpieczeństwo dla ludzi jest kluczowym aspektem stosowania danego produktu. Drobnoustroje typowane jako probiotyczne, również te zaliczane do tzw. grupy Ogólnie Uznawanych za Bezpieczne (GRAS, Generally Recognized as Safe) musza zostać przebadane w obszarach takich, jak:

• określenie profilu antybiotykooporności

• ocena właściwości metabolicznych (zdolność do syntezy D-mleczanu, dekoniugacji soli żółci),

• określenie skutków ubocznych u ludzi

• nadzór epidemiologiczny nad przypadkami niekorzystnych oddziaływań wśród konsumentów,

• przeprowadzenie badań wykluczających możliwość produkcji toksyn

• określenie aktywności hemolitycznej

• potwierdzenie braku infekcyjności w badaniach przeprowadzanych na zwierzętach immunodefektywnych

Wykazanie braku zdolności infekcyjnych w stosunku do zwierząt z niedoborami odporności jest podstawą do rozpoczęcia badań klinicznych na ludziach. Z kolei wykazanie korzystnego wpływu na człowieka we wszystkich przeprowadzonych badaniach umożliwia zakwalifikowanie szczepu do mikroorganizmów probiotycznych.

Mikroorganizmy probiotyczne mogą być wykorzystane zarówno w profilaktyce jak i leczeniu wielu schorzeń (między innymi związanymi z układem pokarmowym), a także wpływać na ogólną poprawę zdrowia i odporności. Probiotykoterapia wykazuje szerokie spektrum zastosowania.