Teniendo en cuenta esta conexión entre el intestino y el cerebro, múltiples investigaciones se han centrado en dilucidar las funciones de la microbiota y su relación con la prevención de estas enfermedades. En primer lugar, la microbiota tiene una función metabólica en la producción de ácidos grasos de cadena corta a partir de la fermentación de los carbohidratos, síntesis de vitaminas del complejo B y vitamina K, digestión de otros macronutrientes como lípidos y proteínas, así como en la transformación y aprovechamiento de polifenoles y otros compuestos bioactivos. En segundo lugar, la microbiota posee una función inmunológica, asociada a la activación de los linfocitos T, producción de inmunoglobulinas y factores proinflamatorios, secreción de hormonas, neuropéptidos y neurotransmisores. Además, posee una función fisiológica relacionada con el recambio celular y los procesos de apoptosis, y finalmente, una función de barrera que regula el paso de distintos componentes desde la luz del intestino hacia el torrente sanguíneo.

Pero, ¿cómo se relacionan las alteraciones en la microbiota con las enfermedades mencionadas anteriormente? Los estados de disbiosis modifican la permeabilidad de la membrana gastrointestinal, permitiendo el paso de toxinas, mediadores inflamatorios y microorganismos hacia el torrente sanguíneo, generando incremento en los niveles de cortisol y la activación del sistema vagal, asociado con el padecimiento de enfermedades neuropsiquiátricas, cambios en el estado de ánimo y dificultad para el control de las emociones. Por otra parte, las disbiosis afectan la capacidad de algunos microorganismos intestinales para producir neurotransmisores como la serotonina, el ácido gamma-aminobutírico (GABA) y la dopamina, los cuales son cruciales para la regulación del estado de ánimo, la ansiedad y otros procesos cerebrales.