Ecological Characteristics of the Soft Plaque Microbiome: Influence of External Factors and Biodiversity Indexes
Orthodontic appliances placed on the outer surface of the tooth row cause an increase in microbial biomass. To control the growth of microbial biomass, it is recommended to use hygienic rinses for the oral cavity. Analyzing alpha diversity in microbial ecology is one of the first steps in assessing...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine
2025
|
| Онлайн доступ: | https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/276 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Microbiological Journal |
Репозитарії
Microbiological Journal| id |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-276 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Microbiological Journal |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-06-20T14:08:50Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic_facet |
альфа біорізноманіття зубний наліт мікробіоценоз мікроорганізми рідина для полоскання рота microorganisms plaque alpha biodiversity mouthwash microbiocenosis |
| format |
Article |
| author |
Kravets, N.Ya. Shevchyk, L.O. Grod, I.M. Romanyuk, L.B. Klumnyuk, S.I. Кравець, Н.Я. Шевчик, Л.О. Грод, І.М. Романюк, Л.Б. Климнюк, С.І. |
| spellingShingle |
Kravets, N.Ya. Shevchyk, L.O. Grod, I.M. Romanyuk, L.B. Klumnyuk, S.I. Кравець, Н.Я. Шевчик, Л.О. Грод, І.М. Романюк, Л.Б. Климнюк, С.І. Ecological Characteristics of the Soft Plaque Microbiome: Influence of External Factors and Biodiversity Indexes |
| author_facet |
Kravets, N.Ya. Shevchyk, L.O. Grod, I.M. Romanyuk, L.B. Klumnyuk, S.I. Кравець, Н.Я. Шевчик, Л.О. Грод, І.М. Романюк, Л.Б. Климнюк, С.І. |
| author_sort |
Kravets, N.Ya. |
| title |
Ecological Characteristics of the Soft Plaque Microbiome: Influence of External Factors and Biodiversity Indexes |
| title_short |
Ecological Characteristics of the Soft Plaque Microbiome: Influence of External Factors and Biodiversity Indexes |
| title_full |
Ecological Characteristics of the Soft Plaque Microbiome: Influence of External Factors and Biodiversity Indexes |
| title_fullStr |
Ecological Characteristics of the Soft Plaque Microbiome: Influence of External Factors and Biodiversity Indexes |
| title_full_unstemmed |
Ecological Characteristics of the Soft Plaque Microbiome: Influence of External Factors and Biodiversity Indexes |
| title_sort |
ecological characteristics of the soft plaque microbiome: influence of external factors and biodiversity indexes |
| title_alt |
Екологічна характеристика мікробіому м’якого зубного нальоту: вплив зовнішніх факторів та індекси біорізноманіття |
| description |
Orthodontic appliances placed on the outer surface of the tooth row cause an increase in microbial biomass. To control the growth of microbial biomass, it is recommended to use hygienic rinses for the oral cavity. Analyzing alpha diversity in microbial ecology is one of the first steps in assessing differences in the microbial community composition under the influence of various factors. Objective. To apply diversity indices to analyze changes in the microbial composition of soft dental plaque under the influence of an oral hygiene rinse in patients with braces. Methods. The effect of an alcohol-free rinse was studied in vivo. Controls were washes obtained from patients undergoing orthodontic treatment before the rinse use; subsequent samples were collected on days 30, 60, and 90. Microorganisms were identified based on cultural and morphological characteristics, as well as biochemical features using tests. Changes in the soft dental plaque composition were studied using quantitative counts (lg CFU/mL) and alpha diversity indices (Shannon, Simpson, Chao_1). Results. The analysis of the frequency of microorganism associations in the samples demonstrated the presence of Lactobacillus spp., Streptococcus spp. α, Corynebacterium spp., Propionibacterium spp., and Streptococcus spp. β (62.5–100 %). Streptococcus spp. γ was found with a frequency of 50 %, while Neisseria spp. was slightly less frequent (25 %), and Fusobacteria spp. and Actinomyces spp. were only 12.5 %. The proportions of pathogenic microorganisms Staphylococcus spp. and Peptostreptococcus spp. were 37.5 % either. Neisseria spp. and Staphylococcus aureus were 25 % either, and a small proportion of E. coli strains (12.5 %) were also detected. Additionally, fungi of the genus Candida were found in 62.5 % of the samples. After using the mouthwash, bacteria such as E. coli, Staphylococcus aureus, Neisseria spp., and Corynebacterium spp. significantly had reduced their presence or disappeared completely by the 60th and 90th days. The values of H indicate moderate heterogeneity of the microbiota in the structure of microbiocenoses before the use of rinses (1.77±0.24). The Simpson index showed a tendency to change in the composition of dominant groups (0.706±0.08 to 0.808±0.05). The value of the Chao_1 index indicates the richness of microcenoses in the studied samples: its average value ranged from 4.91±1.59 to 6.99±2.12. Conclusions. The composition of the microbiocenosis of soft plaque is represented by bacteria belonging to four phylum Firmicutes, namely Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacteria and fungi of the genus Candida. The alpha biodiversity indices and quantitative indicator demonstrated a tendency toward a decrease in microbial richness on the 30th day, with a significant decrease observed on the 60th day. |
| publisher |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/276 |
| work_keys_str_mv |
AT kravetsnya ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT shevchyklo ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT grodim ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT romanyuklb ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT klumnyuksi ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT kravecʹnâ ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT ševčiklo ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT grodím ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT romanûklb ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT klimnûksí ecologicalcharacteristicsofthesoftplaquemicrobiomeinfluenceofexternalfactorsandbiodiversityindexes AT kravetsnya ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ AT shevchyklo ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ AT grodim ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ AT romanyuklb ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ AT klumnyuksi ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ AT kravecʹnâ ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ AT ševčiklo ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ AT grodím ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ AT romanûklb ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ AT klimnûksí ekologíčnaharakteristikamíkrobíomumâkogozubnogonalʹotuvplivzovníšníhfaktorívtaíndeksibíoríznomaníttâ |
| first_indexed |
2025-07-17T12:22:01Z |
| last_indexed |
2025-07-17T12:22:01Z |
| _version_ |
1839134259929939968 |
| spelling |
oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-2762025-06-20T14:08:50Z Ecological Characteristics of the Soft Plaque Microbiome: Influence of External Factors and Biodiversity Indexes Екологічна характеристика мікробіому м’якого зубного нальоту: вплив зовнішніх факторів та індекси біорізноманіття Kravets, N.Ya. Shevchyk, L.O. Grod, I.M. Romanyuk, L.B. Klumnyuk, S.I. Кравець, Н.Я. Шевчик, Л.О. Грод, І.М. Романюк, Л.Б. Климнюк, С.І. альфа біорізноманіття зубний наліт мікробіоценоз мікроорганізми рідина для полоскання рота microorganisms plaque alpha biodiversity mouthwash microbiocenosis Orthodontic appliances placed on the outer surface of the tooth row cause an increase in microbial biomass. To control the growth of microbial biomass, it is recommended to use hygienic rinses for the oral cavity. Analyzing alpha diversity in microbial ecology is one of the first steps in assessing differences in the microbial community composition under the influence of various factors. Objective. To apply diversity indices to analyze changes in the microbial composition of soft dental plaque under the influence of an oral hygiene rinse in patients with braces. Methods. The effect of an alcohol-free rinse was studied in vivo. Controls were washes obtained from patients undergoing orthodontic treatment before the rinse use; subsequent samples were collected on days 30, 60, and 90. Microorganisms were identified based on cultural and morphological characteristics, as well as biochemical features using tests. Changes in the soft dental plaque composition were studied using quantitative counts (lg CFU/mL) and alpha diversity indices (Shannon, Simpson, Chao_1). Results. The analysis of the frequency of microorganism associations in the samples demonstrated the presence of Lactobacillus spp., Streptococcus spp. α, Corynebacterium spp., Propionibacterium spp., and Streptococcus spp. β (62.5–100 %). Streptococcus spp. γ was found with a frequency of 50 %, while Neisseria spp. was slightly less frequent (25 %), and Fusobacteria spp. and Actinomyces spp. were only 12.5 %. The proportions of pathogenic microorganisms Staphylococcus spp. and Peptostreptococcus spp. were 37.5 % either. Neisseria spp. and Staphylococcus aureus were 25 % either, and a small proportion of E. coli strains (12.5 %) were also detected. Additionally, fungi of the genus Candida were found in 62.5 % of the samples. After using the mouthwash, bacteria such as E. coli, Staphylococcus aureus, Neisseria spp., and Corynebacterium spp. significantly had reduced their presence or disappeared completely by the 60th and 90th days. The values of H indicate moderate heterogeneity of the microbiota in the structure of microbiocenoses before the use of rinses (1.77±0.24). The Simpson index showed a tendency to change in the composition of dominant groups (0.706±0.08 to 0.808±0.05). The value of the Chao_1 index indicates the richness of microcenoses in the studied samples: its average value ranged from 4.91±1.59 to 6.99±2.12. Conclusions. The composition of the microbiocenosis of soft plaque is represented by bacteria belonging to four phylum Firmicutes, namely Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacteria and fungi of the genus Candida. The alpha biodiversity indices and quantitative indicator demonstrated a tendency toward a decrease in microbial richness on the 30th day, with a significant decrease observed on the 60th day. Ортодонтичні апарати, розташовані на зовнішній поверхні зубного ряду, спричиняють збільшення біомаси мікроорганізмів. Для забезпечення контролю зростання біомаси мікроорганізмів рекомендують застосовувати гігієнічні ополіскувачі для ротової порожнини. Аналіз показників альфа-різноманіття у галузі мікробної екології є одним з перших етапів оцінки відмінностей у складі мікробних спільнот під впливом різноманітних факторів. Мета. Застосувати індекси різноманіття для аналізу змін у складі мікробного ценозу м’якого зубного нальоту під впливом ополіскувача для гігієни ротової порожнини у пацієнтів з брекет-системами. Методи. Вивчення впливу безалкогольного ополіскувача проводили в умовах in vivo. Контролем слугували змиви, отримані від пацієнтів, які проходили ортодонтичне лікування перед початком застосування ополіскувача, наступні забори здійснювали на 30-й, 60-й, 90-й день. Ідентифікацію мікроорганізмів здійснювали за культуральними, морфологічними та біохімічними характеристиками з використанням тестів. Для дослідження зміни складу м’якого зубного нальоту використовували кількісний підрахунок (lg КУО/мл) та індекси з альфа різноманіття Шеннона, Сімпсона, Чао 1. Результати. Аналіз частоти трапляння асоціацій мікроорганізмів у зразках продемонстрував присутність Lactobacillus spp., Streptococcus spp. α, Corynebacterium spp., Propionibacterium spp., Streptococcus spp. β (62.5–100 %), Streptococcus spp. γ траплялися з частотою 50 %, дещо меншим цей показник був у Neisseria spp. – 25 %, у Fusobacteria spp., Actinomyces spp. – лише 12.5 %. Частка патогенних мікроорганізмів Staphylococcus spp., Peptostreptococcus spp. склала по 37.5 %, у Neisseria spp., Staphylococcus aureus – відповідно по 25 %, та незначна частка виявлених штамів у E. coli становила 12.5 %. Також були виявлені гриби роду Candida у 62.5 % зразків. Після використання ополіскувача такі бактерії як E. coli, Staphylococcus aureus, Neisseria spp. та Corynebacterium spp. значно зменшили свою присутність або зникли повністю на 60-й і 90-й день. Значення Н вказують на помірну гетерогенність мікробіоти у структурі мікробіоценозів: до використання ополіскувачів середні значення індексy становили 1.77±0.24. Індекс Сімпсона продемонстрував тенденцію до зміни у складі домінуючих груп (0.706±0.08 до 0.808±0.05). Значення індексу Chao_1 вказує на багатство мікроценозу у досліджуваних зразках, середній показник якого становить від 4.91± 1.59 до 6.99± 2.12. Висновки. Склад мікробіоценозу м’якого зубного нальоту представленo бактеріями, що належать до чотирьох таксонів Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacteria та грибів роду Candida. Індекси альфа біорізноманіття та кількісний показник продемонстрували тенденцію до зниження мікробного багатства на 30-й день, a на 60-й день зниження набуває достовірного значення. PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2025-05-03 Article Article application/pdf https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/276 10.15407/microbiolj87.02.085 Mikrobiolohichnyi Zhurnal; Vol. 87 No. 2 (2025): Mikrobiolohichnyi Zhurnal; 85-95 Мікробіологічний журнал; Том 87 № 2 (2025): Мікробіологічний журнал; 85-95 2616-9258 1028-0987 10.15407/microbiolj87.02 en https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/276/120 Copyright (c) 2025 Mikrobiolohichnyi Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |