שינויים בחומרים תזונתיים, כולל שומן, חלבון ופחמימות, מובילים לתזוזות משמעותיות במיקרוביוטה האנושית. מחקר מקיף על חיידקי המעיים הראה כי תזונה מווסתת את ההרכב והתפקוד של קהילת חיידקי המעיים בבני אדם וביונקים אחרים. באדם, המיקרוביוטה מגיבה במהירות לשינויים גדולים בתזונה ובדיאטה, זאת על פי דגימות של אנשים שעברו בין תזונה על בסיס צמחי לבשרי, הוסיפו יותר מ-30 גרם סיבים תזונתיים ספציפיים לתזונה היומית שלהם, ביצעו דיאטת דלת שומן או דלה בסיבים עתירי שומן ועוד. בכל המקרים, הרכב ותפקוד המיקרוביוטה השתנו לאחר יום-יומיים. למרות השינויים המהירים הללו, מחקרים מראים כי הרגלי תזונה ארוכי טווח משמעותיים בקביעת הרכב חיידקי המעיים של הפרט. בנוסף לשונות באותו אדם, שינוי מסוים בתזונה יכול להשפיע בצורה שונה על אנשים שונים, בשל האופי האישי של המיקרוביוטה במעיים.
שומן תזונתי משפיע מאוד על הרכב ותפקוד המיקרוביוטה במעי, כאשר המיקרוביוטה משפיעה על חילוף החומרים של המארח. דיאטה עתירת שומן רווי ודלת סיבים בעכברים, מביאה לירידה ב-"Bacteroidetes" ולעלייה ב-"Firmicutes" ו-"Proteobacteria". באופן ספציפי יותר, העלייה באחוזי השומן בעכברים שניזונים מתזונה עתירת שומן נקשרה באופן חיובי ל-"Lactococcus " ול-"Allobaculum", אך נקשרה באופן שלילי למין "Akkermansia". באדם, אפילו שינויים מתונים ולאורך זמן קצר בצריכת השומן, מובילים לשינויים בהרכב המיקרוביוטה במעיים.
בדומה לשומן, תכולת החלבון במזון משפיעה על הרכב המיקרוביוטה במעיים. בבני אדם, תזונה עשירה של חלבונים מן החי לטווח ארוך קשורה ל- "Bacteroides". לעומת זאת, תזונה של חלבונים מהצומח, המבוססת על חלבוני אפונה מסוכרים, מעלה באופן משמעותי את רמות "Lactobacilli" וה- "Bifidobacteria" ומגבירה את ייצור חומצות השומן הקצרות.
ההשפעה של פחמימות על מיקרוביוטה במעיים היא מורכבת ותלויה בסוגם ובכמותם. חיידקים ספציפיים יכולים לגדול על סוגים מסוימים של פחמימות ולכן תזונה יכולה לגרום לשגשוג מינים מסוימים או להכחדתם. בבני אדם הוכח כי צריכה ארוכת טווח של פחמימות מורכבות תורמת ל-"Prevotella". גם צריכת סיבים תזונתיים משפיעה על המיקרוביוטה של המעיים האנושיים ותורמת לשפע של "Bacteroidetes".
כמו כן, תוספים תזונתיים שונים, כולל מתחלבים, ממתיקים מלאכותיים ופרוביוטיקה, גורמים לשינוי באוכלוסיית חיידקי המעיים בבעלי חיים ובבני אדם.
מלבד סוג התזונה, גם לתזמון האכילה יש השפעה על המיקרוביטה. אצל אדם נתון, הבחינו בשונות משמעותית כאשר ארוחות זהות נצרכו בשעות שונות ביום.
משקל.
לחיידקי מערכת העיכול תפקיד מרכזי בפירוק ובספיגה של מרכיבי מזון שונים והם בעלי השפעה על תהליכים מטבוליים בגוף המאכסן, שיכולים להשפיע על המשקל. מחקר שביצע השוואה של מיקרוביוטה בין זוגות תאומות מביצית אחת, מביציות שונות ואימהותיהן, הראה כי קיים מיקרוביום ליבה שמשותף לכל הנחקרות ואילו מהסתכלות על הגנים השונים בין תאומות רזות לתאומות שסובלות מעודף משקל נמצא כי 75% מהגנים המיוחסים להשמנה מקורם בחיידקי "Actinobacteria", כ-25% בחיידקי "Firmicutes" ו-42% מהגנים המיוחסים להרזיה מקורם בחיידקי "Bacteroidetes""."
הבדלים אלו בהרכב משפיעים על משקל המאחסן ונובעים בין היתר מהבדלים בתהליכים מטבוליים. נמצא כי הבדלים בהרכב המיקרוביוטה בתאומים, שאחד מהם סובל מהשמנת יתר ואילו השני רזה, מתאימים להבדלים בתסיסת חומצות שומן קצרות שרשרת, שמתבצעת יותר בתאום הרזה ובמטבוליזם של חומצות אמינו מסועפות, שמבצעת יותר בתאום הסובל מהשמנת יתר.
הרכב המיקרוביטה יכול להשתנות במאחסן בעקבות דיאטה, שבעקבותיה רואים עליה בחיידקי "Bacteroidetes." נמצא כי גידול בכלוב משותף, של עכברים רזים עם עכברים הסובלים מהשמנת יתר, הפך הרכב המיקרוביוטה של העכברים הסובלים מהשמנה למצב דמוי רזה, בעקבות פלישה של חיידקי "Bacteroidetes".
גיל.
הרכב החיידקים של מערכת העיכול משתנה לאורך חיי האדם. נוכחות ראשונית של חיידקים בעובר ניתן לזהות כבר ברחם ובהמשך שלבי ההתפתחות מתרחשים שינויים במגוון החיידקים ובפונקציונליות שלהם.
בעבר, רחם האישה היה נחשב סטרילי מחיידקים, אך מחקרים הראו כי נוכחות ראשונית של חיידקי מערכת העיכול מתחילה לפני הלידה. מקורות אפשריים של חיידקים אלו הם המיקרוביוטה של מערכת הרבייה הנקבית של האם, שמורכבת ברובה מ-"Lactobacillus" והמיקרוביוטה של הפה ומערכת העיכול של האם, בעלת מינים כמו "Fusobacterium" ו"-Bacteroides".
המיקרוביוטה של מערכת העיכול בלידה בעלת מגוון נמוך יותר ושונות גבוהה יותר בין אנשים, בהשוואה למיקרוביוטה של הבוגר. ממלכות החיידקים הדומיננטיות של מערכת העיכול בילוד הן "Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria" ורמות נמוכות של "Bacteroidetes," שדומיננטית באדם בוגר. משך ההיריון ואופן הלידה משפיעים גם הם על המיקרוביוטה של הילוד בלידה. המיקרוביוטה של ילודים שנולדים לפני הזמן בעל מגוון נמוך יותר. בלידה קיסרית המיקרוביוטה מכילה גם חיידקים שדומים לחיידקים שנמצאים בעור האימהי, בניגוד ללידה רגילה בה המיקרוביוטה דומה למיקרוביוטה של נרתיק האם. לא ידוע אם הבדלים אלו בעלי השפעה משמעותית על התפתחות המיקרוביוטה של הילוד.
שנת החיים הראשונה מייצגת תקופה משמעותית של שינויים והתבגרות של המיקרוביוטה, שבה מגוון החיידקים עולה עם הזמן, בעקבות חשיפה לסביבה ויניקת חלב אם. בתחילת הינקות, המיקרוביוטה של מערכת העיכול מועשרת בגנים המעורבים בעיכול רב סוכרים מחלב האם ואילו בשלב מאוחר יותר המיקרוביוטה מועשרת בגנים המעורבים בעיכול חד סוכרים שנמצאים במזון המוצק ויצירת ויטמינים. אופן ההאכלה משפיע על הרכב המיקרוביוטה של מערכת העיכול, כאשר תינוק שיונק מראה עליה בשפע של "Actinobacteria" וירידה ב-"Firmicutes" ו-"Proteobacteria", בעוד שתינוק שניזון מפורמולה מראה עליה בשפע של "Escherichia" "coli" ו-"Clostridium" "difficile". חלב האם מכיל חיידקים ממערכת העיכול האימהית, כאשר קיים מסלול פוטנציאלי שמאפשר את העברתם לבלוטות החלב. בנוסף לתזונה, חשיפה סביבתית, כמו מספר אחים, חשיפה לחיות מחמד וגאוגרפיה וחשיפה תרופתית, משפיעות על הרכב המיקרוביוטה וקשורות להבדלים בין ילודים שונים.
המיקרוביוטה במהלך הילדות מבוססת ויציבה יותר מאשר בתינוק, אך עדיין מייצגת קהילה דינמית שעשויה להשפיע על הבריאות בהמשך החיים. מחקר שנערך בארצות הברית הראה שהמיקרוביוטה במעי אינה מבוססת במלואה אצל ילדים עד גיל 5 וכי המגוון החיידקי נמוך בהשוואה למבוגרים, דבר שאינו בהכרח נכון במדינות פחות מפותחות. בנוסף מחקר זה ומחקרים נוספים הראו שהמיקרוביוטה במערכת העיכול בילדות, בהשוואה לבגרות, מכילה רמות גבוהות של "Firmicutes", "Proteobacteria" ו- "Actinobacteria" ורמות נמוכות של "Bacteroidetes" . ברמה הפונקציונלית, המיקרוביוטה בילדים בארצות הברית מועשרת בפונקציות שעשויות לתמוך בהתפתחות וככל שמתבגרים המיקרוביוטה מועשרת בתכונות נוספות הקשורות לדלקת ולתפקוד לקוי של חילוף חומרים. בנוסף, קיימים הבדלים ברורים באוכלוסיית החיידקים בילדים ממדינות וגאוגרפיות שונות.
בגיל הבגרות הרכב המיקרוביוטה מכיל בעיקר "Bacteroidetes, Firmicutes" ו- "Proteobacteria" וכמותם משתנה בהתאם למיקום הגאוגרפי. הרכב המיקרוביוטה במבוגרים נשאר יחסית יציב במהלך הבגרות, למעט בעקבות הפרעות כמו זיהומים, נטילת תרופות ושינוי תזונתי. הפרעות אלו משנות בעדינות את הרכב המיקרוביוטה לאורך זמן.
מחקרים מראים כי בקשישים הרכב החיידקים נבדל ממבוגרים ומכיל רמות גבוהות יותר של "Firmicutes" ו- "Bacteroidetes." הרכב המיקרוביוטה משפיע על הבריאות הכללית של הקשישים ושינוי בהרכבו נקשר לירידה בבריאות. שינוי שכזה יכול להיגרם כתוצאה משימוש מוגבר בתרופות, מחסור בתזונה ושינוי ברמות ההורמונליות.
שונות המיקרוביוטה בין בני אדם.
סביבה חברתית ומעמד סוציו-אקונומי.
הסביבה החברתית והמעמד הסוציו-אקונומי עשויים להשפיע על המיקרוביוטה לאורך החיים במגוון מסלולים. אופן הלידה, משך ההנקה, שימוש באנטיביוטיקה, אינטראקציות עם הסביבה והרגלי התזונה, עשויים להיות מושפעים מאוד ממצב חברתי. למשל, לבני אדם החיים בקהילות, יש דמיון גבוה יותר בהרכב המיקרוביטה, בהשוואה לאלו החיים בנפרד. בעכברים הוכח כי לחץ אימהי טרום לידתי, הקשור למצב סוציו-אקונומי נמוך יותר והזנחה מצד האם, משפיעים על חיידקי המעיים של הצאצאים. מחקר שנערך על ארבעים וארבעה מתנדבים בריאים בשכונות שונות בארצות הברית מצא כי מעמד סוציו-אקונומי נמוך יותר קשור למגוון נמוך יותר של חיידקים במעיים. מחקר נוסף, שחקר את הקשר בין הרכב המיקרוביוטה במעיים לבין גורמים סוציו-אקונומיים בקבוצת תאומים, מצא קשר בין שלושה מדדים שונים של מעמד סוציו-אקונומי לבין הרכב המיקרוביוטה במעי בבגרות. לדוגמה, הכנסה נמוכה יותר של הפרט נקשרה לעושר מינים נמוך יותר. מחקר נוסף, שבוצע בישראל, מראה כי הרכב המיקרוביוטה של המעיים מעוצב בעיקר על ידי גורמים סביבתיים ושישנם קווי דמיון משמעותיים, שלא ניתן להסביר לפי קרבה גנטית, אצל אנשים אשר חולקים בית.
מחלות ואנטיביוטיקה.