Luftforurening fra bremsestøv kan have samme skadelige virkninger på immunceller som dieseludstødning

Metalpartikler fra slid på bremseklodser - op til en femtedel af fint partikler (PM2.5) luftforurening ved vejkanter - kan forårsage betændelse og reducere immuncellernes evne til at dræbe bakterier, en ny undersøgelse har fundet, på samme måde som partikler fra dieseludstødning.

Forskerne, primært finansieret af Medical Research Council (MRC), en del af britisk forskning og innovation, sige, at dette tyder på, at partikelforurening fra bremseslitage kan bidrage til øget modtagelighed for luftvejsinfektioner og andre negative virkninger på luftvejssundheden.

Det anslås, at kun 7% af PM2.5 -forureningen fra trafik kommer fra udstødningsrøg på bagrør på vejene - resten kommer fra kilder som f.eks. Dæk, kobling og bremseslitage, samt resuspension af vejstøv. Bremsestøv er kilden til cirka 20% af den samlede PM2.5 -trafikforurening.

Disse er partikler, der er små nok til at blive indåndet i de dybeste områder af lungen - PM2,5 betyder, at partiklerne er mindre end 2,5 mikrometer i diameter.

Meget af forskningen i virkningerne af luftforurening i trafikken har fokuseret på virkningerne af partikler, der stammer fra udstødningsrøret på dieselbiler, men denne nye undersøgelse har undersøgt, om partiklerne i bremsestøv har lignende virkninger.

Dr. Ian Mudway, der ledede forskningen ved MRC Center for Miljø og Sundhed ved King's College London, sagde:"På dette tidspunkt er fokus på dieseludstødningsemissioner fuldstændig begrundet i den videnskabelige litteratur, men vi skal ikke glemme, eller rabat, betydningen af ​​andre komponenter, såsom metaller fra mekanisk slid, især fra bremser. Der er ikke noget, der hedder et køretøj med nulemission, og som regler for reducerede udstødningsemissioner sparker ind, bidraget fra disse kilder vil sandsynligvis blive mere betydningsfuldt. "

Støv fra bremsefriktion er rig på metaller, som kan katalysere produktionen af ​​reaktive iltarter (ROS) - kemikalier, der kan forårsage skade på celler ved indtrængen i lungerne.

Tidligere forskning i de øgede forekomster af lungebetændelse, der ses hos svejsere og støberier, har vist, at små partikler, der er rige på metalkomponenter, kan reducere immunsystemets evne til at tackle bakterielle infektioner. Da bremsestøv også indeholder en masse metalpartikler, forskerne ønskede at teste, om de typer metalpartikler, der findes i bremsestøv, kan have en lignende effekt.

I dette studie, offentliggjort i tidsskriftet Metallomik , forskerne indhentede støv fra en fabrik til test af bremseklodser. Fabrikken tester en bred vifte af tromlebremser fra en blanding af busser og lastbiler, der i øjeblikket bruges i Europa under forhold, der er repræsentative for bykørsel og højhastighedsbremsning.

For at teste dens virkning på immunceller, de voksede makrofager i laboratoriet, som er en type immuncelle, der er på frontlinjen af ​​vores forsvar i lungerne og dræber bakterier ved at opsluge og fordøje dem.

Da de udsatte makrofagerne for partikler fra henholdsvis dieseludstødning og bremsestøv, begge reducerede makrofagernes evne til at optage og ødelægge bakterier. De blev testet med Staphylococcus aureus, en almindelig infektion i lungerne.

Tilføjelse af metalchelatorer - kemikalier, der kan binde til metalioner, forhindrede dem i at reagere og forårsage skade - forhindrede de negative virkninger på immunceller. Dette antydede, at metalindholdet i det partikelformede støv forårsagede de dårlige virkninger.

Partiklerne fra begge kilder fik også makrofagerne til at producere immunsignalmolekyler, der driver betændelse.

Forskerne blev overraskede over at opdage, at metallerne i både bremsestøv og dieseludstødning havde lignende virkninger på immuncellerne, da dieseludstødningen manglede det jern og kobber, der er almindeligt i bremsestøv, som vides at generere ROS i kroppen.

Der var mange andre metalpartikler, de havde til fælles (såsom arsen, tin og antimon), men forskerne konkluderede, at den største synder mest sandsynligt var vanadium, da det var det eneste metal, der blev optaget af cellerne i stigende grad, efterhånden som dosis af bremsestøv og dieselpartikler blev øget.

Dr. Liza Selley, der udførte forskningen på MRC Center for Miljø og Sundhed ved King's College London og Imperial College London, sagde:"Dieseldampe og bremsestøv ser ud til at være lige så dårlige som hinanden med hensyn til toksicitet i makrofager. Makrofager beskytter lungen mod mikrober og infektioner og regulerer betændelse, men vi fandt ud af, at når de udsættes for bremsestøv, kan de ikke længere optage bakterier. "

"Bekymrende, dette betyder, at bremsestøv kan være medvirkende til det, jeg kalder 'London hals' - den konstante triste følelse og snor af hoste og forkølelse, som byboerne udholder - og mere alvorlige infektioner som lungebetændelse eller bronkitis, som vi allerede ved er påvirket af dieseludstødning eksponering."

Denne forskning blev udført i celler i laboratoriet, og yderligere forskning er nødvendig for fuldt ud at forstå, hvordan bremsestøvpartikler kan bidrage til dårligt helbred hos mennesker.

Dr. Selley tilføjede:"Vi inkluderede nogle forsøg, der gav cellerne et hvil fra forureningen, og var glade for at se, at disse hvilede celler hurtigt genvandt deres evne til at optage bakterier, når bremsestøvet var blevet fjernet. Vores forskning blev udført i celler i laboratoriet, så yderligere undersøgelser er påkrævet for at se, om forureningen af ​​metalpartikler påvirker modtagelighed for infektion i lungerne hos rigtige mennesker. "

Dr. Megan Dowie, leder af molekylær og cellulær medicin ved MRC, kommenterede:"Virkningen af ​​dårlig luftkvalitet er en vigtig miljørisiko for sundheden i Storbritannien. Efterhånden som ændringer i reglerne omkring forbrændingsmotorer får virkning, det relative bidrag fra bremsestøv til trafikforurening forventes at stige. Undersøgelser som denne, der undersøger potentielle sundhedsvirkninger, kan have vigtige politiske konsekvenser. "