70-80% av kroppen immunförsvar finns i tarmen och kallas för GALT. För ett bra immunförsvar krävs balans mellan T-hjälparceller typ 1 och 2. Vid olika sjukdomar har man övervikt av den ena typen. Det anses att probiotika bidrar till en bra balans mellan de bägge typerna av T-hjälparceller och minskar risken för läckage av endotoxiner från tarmen.
I tarmen, eller vid läckage även i blodet, bildas inflammatoriska cytokiner som interleukin 1 och 6 samt tumörnekrotisk faktor alfa (TNF-alfa). Dessa ämnen kan bidra till uppkomst eller förvärrande av en rad inflammatoriska/autoimmuna sjukdomar. Det finns stöd för att probiotiska bakterier minskar bildningen av dessa ämnen.
IgA anses ha stor betydelse för slemhinnornas försvar mot olika mikororganismer. Personer med mjälkallergi har nedsatt bildning av IgA och ökande genomsläpplighet i tarmslemhinnan. Det anses att probiotiska bakterier bl.a genom att öka bildandet av IgA minskar omfattningen av mjölkallergi.
Vid allergi och astma har man en ökad bildning av IgE och det har visats att probiotiska bakterier minskar bildningen av IgE, vilket kan bidra till skydd mot allergi och astma.
Makrofager har en viktig funktion som städpatruller i kroppen. Probiotiska bakterier ökar makrofagernas förmåga att ta upp och bryta ner olika ämnen.
Killerceller (NKC) är en typ av immunceller som har stor betydlese vid försvaret mot bl.a olika mikroorganismer. Det har visat sig att probiotiska bakterier kan stimulera dessa cellers aktivitet.