Metallpartiklar från nötning av bromsbelägg – upp till en femtedel av luftföroreningarna av fina partiklar (PM2,5) vid vägkanter – kan orsaka inflammation och minska immuncellernas förmåga att döda bakterier en ny studie har funnit, på samma sätt som partiklar som härrör från dieselavgaser.

Forskarna, främst finansierad av Medical Research Council (MRC), en del av Storbritanniens forskning och innovation, säga att detta tyder på att partikelföroreningar från bromsslitage kan bidra till ökad känslighet för luftvägsinfektioner och andra negativa effekter på andningshälsan.

Det uppskattas att endast 7 % av PM2,5-föroreningarna från trafik kommer från avgaser från avgasröret vid vägkanter – resten kommer från källor som däck, kopplings- och bromsslitage, samt återuppslamning av vägdamm. Bromsdamm är källan till cirka 20% av den totala PM2.5 -trafikföroreningen.

Dessa är partiklar som är tillräckligt små för att andas in i de djupaste områdena i lungan – PM2,5 betyder att partiklarna är mindre än 2,5 mikrometer i diameter.

Mycket av forskningen om effekterna av trafikluftföroreningar har fokuserat på effekterna av partiklar som härrör från dieselfordonens avgasrör, men denna nya studie har undersökt om partiklarna i bromsdamm har liknande effekter.

Dr Ian Mudway, som ledde forskningen vid MRC Center for Environment and Health vid King's College London, sade:"Just nu är fokus på dieselavgaser helt motiverat av den vetenskapliga litteraturen, men vi får inte glömma, eller rabatt, vikten av andra komponenter, såsom metaller från mekanisk nötning, speciellt från bromsar. Det finns inget som heter ett nollutsläppsfordon, och som föreskrifter för minskade avgasutsläpp sparkar in, bidraget från dessa källor kommer sannolikt att bli mer betydande."

Damm från bromsfriktion är rikt på metaller, som kan katalysera produktionen av reaktiva syrearter (ROS) - kemikalier som kan orsaka skador på celler när de kommer in i lungorna.

Tidigare forskning om den ökade frekvensen av lunginflammation hos svetsare och gjuteriarbetare har visat att små partiklar rika på metallkomponenter kan minska immunsystemets förmåga att hantera bakterieinfektioner. Eftersom bromsdamm också innehåller mycket metallpartiklar, forskarna ville testa om de typer av metallpartiklar som finns i bromsdamm kan ha liknande effekt.

I den här studien, publicerad i tidningen Metallomics , forskarna fick damm från en testfabrik för bromsbelägg. Fabriken testar ett brett utbud av trumbromsar från en blandning av bussar och lastbilar som för närvarande används i Europa under förhållanden som är representativa för stadskörning och höghastighetsbromsning.

För att testa dess effekt på immunceller, de odlade makrofager i labbet, som är en typ av immunceller som är i frontlinjen av vårt försvar i lungorna och dödar bakterier genom att uppsluka och smälta dem.

När de exponerade makrofagerna för partiklar från dieselavgaser respektive bromsdamm, båda minskade makrofagernas förmåga att ta upp och förstöra bakterier. De testades med Staphylococcus aureus, en vanlig infektion i lungorna.

Lägga till metallkelatorer - kemikalier som kan binda till metalljoner, hindra dem från att reagera och orsaka skada - förhindrade de negativa effekterna på immunceller. Detta antydde att metallinnehållet i det partikelformiga dammet orsakade de negativa effekterna.

Partiklarna från båda källorna fick också makrofagerna att producera immunsignalmolekyler som driver inflammation.

Forskarna blev förvånade över att upptäcka att metaller i både bromsdamm och dieselavgaser hade liknande effekter på immuncellerna, eftersom dieselavgaserna saknade det järn och koppar som är vanligt i bromsdamm, som är kända för att generera ROS i kroppen.

Det fanns många andra metallpartiklar de hade gemensamt (som arsenik, tenn och antimon), men forskarna drog slutsatsen att den största boven var sannolikt vanadin, eftersom det var den enda metallen som togs upp av cellerna allt mer när dosen bromsdamm och partiklar avgasutsläpp ökade.

Dr Liza Selley, som genomförde forskningen vid MRC Center for Environment and Health vid King's College London och Imperial College London, sa:"Dieselångor och bromsdamm verkar vara lika dåliga som varandra när det gäller toxicitet i makrofager. Makrofager skyddar lungan från mikrober och infektioner och reglerar inflammation, men vi upptäckte att när de utsätts för bromsdamm kan de inte längre ta upp bakterier."

"Oroande, detta betyder att bromsdamm kan bidra till det jag kallar 'London -halsen' - den ständiga tråkiga känslan och strängen av hosta och förkylningar som stadens invånare tål - och allvarligare infektioner som lunginflammation eller bronkit som vi redan vet påverkas av dieselavgaser exponering."

Denna forskning utfördes i celler i labbet och ytterligare forskning behövs för att fullt ut förstå hur bromsdammpartiklar kan bidra till ohälsa hos människor.

Dr Selley tillade:"Vi inkluderade några experiment som gav cellerna vila från föroreningarna, och var glada över att se att dessa vilade celler snabbt återfick sin förmåga att ta upp bakterier när bromsdammet hade tagits bort. Vår forskning utfördes i celler i laboratoriet, så ytterligare studier krävs för att se om metallpartiklarnas trafikföroreningar påverkar känsligheten för infektion i lungorna hos riktiga människor."

Dr. Megan Dowie, chef för molekylär och cellulär medicin vid MRC, kommenterade:"Konsekvenserna av dålig luftkvalitet är en viktig miljörisk för hälsan i Storbritannien. När förändringar i bestämmelserna kring förbränningsmotorer träder i kraft, bromsdammets relativa bidrag till trafikföroreningar förväntas stiga. Studier som denna som undersöker potentiella hälsoeffekter kan få viktiga politiska konsekvenser."