Проекты

Выбор вида текстиля как одна из стратегий облегчения симптомов поллиноза при цветении растений

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Экология и природопользование»

Направление работы: Материаловедение, Агробиотехнология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 641 имени С. Есенина
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Поллиноз (сенная лихорадка) – наиболее часто встречаемое заболевание людей по всему миру любого возраста. Симптомы сезонного поллиноза, такие как слезотечение, аллергический ринит, зуд и жжение в области глаз и носа, проявляются весной и летом, особенно в период цветения растений, когда в воздухе накапливается в больших количествах пыльца трав и деревьев.

По данным Всемирной организации здравоохранения‚ за последнее десятилетие число аллергиков в России увеличилось на 20%. По прогнозам ученых‚ эта цифра будет расти‚ так как большинство факторов‚ вызывающих аллергические реакции, окружают нас повсеместно. В России каждый третий взрослый житель и каждый четвертый ребенок страдают от аллергических заболеваний, частота которых неуклонно растет.

Непростым является вопрос о том, как лечить поллиноз. В литературных источниках и на просторах сети Интернет авторы не нашли рекомендаций, в том числе и про то, одежду из каких тканей следует носить людям, страдающим поллинозом.

Цель

Изучить образцы тканей для одежды на предмет задержания пыльцевых зёрен растений и выявить ткани, на которых остается наименьшее количество пыльцы.

Задачи

  1. Собрать пыльцу пяти наиболее аллергенных семейств растений в средней полосе России.
  2. Изучить пыльцевые зёрна, используя микроскопические методики: световую микроскопию и электронную микроскопию (сканирующий микроскоп).
  3. Подобрать варианты тканей для исследования. Исследовать образцы тканей на предмет задержания пыльцевых зёрен.
  4. Определить ткани, на которых задерживается наименьшее и наибольшее количество пыльцы.
  5. Создать информационные продукты работы – календарь сезонного пыления растений «Врага надо знать в лицо!» и «Информационный буклет тканей для аллергиков».

Оснащение и оборудование, использованное в работе

  • Световой микроскоп PrimoStarCarlZeiss
  • Стереоскопический микроскоп OLIMPUS SZ51
  • Сканирующий электронный микроскоп JEOL JSM 6380LA (SEM)

Описание

Исследования проводились на базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии», сроки проведения исследовательской работы – с марта по ноябрь 2020 года.

Для исследования авторы выбрали пять наиболее аллергенных семейств растений средней полосы России:

1. Астровые (Asteráceae), а именно: подсолнечник масличный (Helianthus annuus L.), василёк луговой (Centauréa jacéa), маргаритка (Béllis perénnis).

2. Сосновые (Pinóphyta), а именно сосна обыкновенная (Pinus sylvestris).

3. Ивовые (Salicaceae), а именно: ива белая (Sálix álba), тополь (Populus).

4. Злаковые (Poáceae), а именно тимофеевка луговая (Phleum pratense)

5. Берёзовые (Betulaceae), а именно: берёза (Betula pendula), ольха серая (Álnus incána).

После этого авторы изучили пыльцевые зёрна, используя микроскопические методики: световую микроскопию и электронную микроскопию (сканирующий микроскоп).

На следующем этапе автор подобрал варианты тканей для исследования и исследовал образцы тканей на предмет задержания пыльцевых зёрен. Было исследовано более 20-ти образцов различной материи, как природных (шёлк, хлопок, лён, шерсть, кожа) так и синтетических, а также смешанные, с различным процентным содержанием. Пыльцу наносили при помощи кисточки на равные участки ткани (1х1 см), изучали под микроскопом, после проводили выдувание пыльцевых зёрен 70 мл воздуха и снова изучали под микроскопом количество пыльцы, оставшейся на поверхности и в волокнах ткани. В итоге были определены ткани, на которых задерживается наименьшее и наибольшее количество пыльцы.

На последнем этапе автор создал информационные продукты работы – календарь сезонного пыления растений «Врага надо знать в лицо!» и «Информационный буклет тканей для аллергиков».

Результаты работы/выводы

  1. Пыльца растений, относящихся к одному семейству, имеет схожие морфологические особенности (форма, размер, количество апертур, ядер на момент созревания).
  2. Тканями, на которых после выдувания остается наименьшее количество пыльцы, являются:
  • натуральная ткань (шёлк) 95%-шёлк, 5%-вискоза (образец № 5);
  • синтетическая ткань (атлас) 70%-нейлон, 20%-вискоза 10%-ацетат (образец № 7);
  • синтетическая ткань 60%-нейлон, 20%-ацетат, 20%-вискоза (образец № 10).
  1. Тканями, на которых после выдувания остается наибольшее количество пыльцы, являются:
  • Поли Джордан (снаружи лаковый блеск, изнутри пропитан полиуретаном) (образец № 6);
  • шерсть 90%-кашемир, 5%-акрил, 5%-хлопок (образец № 4);
  • натуральная ткань 50%-хлопок, 50%-лен (образец № 3).
  1. Информационный буклет тканей для аллергиков будет полезен для модельеров и дизайнеров. Ориентируясь на сделанные в них выводы исследований, специалистам будет намного проще выбрать ткань для пошива одежды либо обтяжки мебели клиента, страдающего поллинозом.
  2. Используя сезонный календарь, аллергики смогут подбирать для себя модные и безопасные комплекты одежды на каждый день.

Перспективы использования результатов работы

1. Создание коллекции одежды «весна-лето» из материалов, не пропускающих пыльцу и задерживающих наименьшее количество пыльцы.

2. Поиск схожих параллельных черт в представителях одного семейства.

3. Перспектива молекулярного изучения пыльцевых зёрен представителей разных семейств и поиск схожих черт количества LTP белка у представителей одного семейства.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии».

Награды/достижения

Конкурс проектных работ «Старт в медицину» в секции «Профилактическая медицина и гигиена» – победитель.

Региональный этап Московского городского конкурса исследовательских и проектных работ обучающихся в 2020/2021 – победитель.

Конкурс проектных работ «Создаём будущее вместе» в секции «Материаловедение» – диплом победителя 1 степени.

Конференция «Вавиловские чтения-2021», секция «Биотехнологические и молекулярные исследования» – диплом победителя 1 степени.

Мнение автора

«Как и любой создатель, я горжусь своей проделанной работой. Прекрасно, что мы достигли цели исследования. Чудесно, что, благодаря проекту “Академический класс в московской школе” ученики получают возможность прикоснуться к науке и найти себя в этой сфере. В конференции “Наука для жизни” я участвую уже второй год и занимаю призовые места (2020 и 2021 гг.)».