Le particelle metalliche dall'abrasione delle pastiglie dei freni - fino a un quinto dell'inquinamento atmosferico da particolato fine (PM2,5) ai bordi delle strade - possono causare infiammazioni e ridurre la capacità delle cellule immunitarie di uccidere i batteri, secondo un nuovo studio. analogamente alle particelle derivate dai gas di scarico del diesel.

Gli scienziati, finanziato principalmente dal Medical Research Council (MRC), parte di Ricerca e Innovazione del Regno Unito, affermare che ciò suggerisce che l'inquinamento da particolato dovuto all'usura dei freni potrebbe contribuire a una maggiore suscettibilità alle infezioni delle vie aeree e ad altri effetti negativi sulla salute respiratoria.

Si stima che solo il 7% dell'inquinamento da PM2,5 causato dal traffico provenga dai gas di scarico del tubo di scappamento nei siti lungo le strade, mentre il resto proviene da fonti come pneumatici, usura frizione e freno, così come la risospensione della polvere stradale. La polvere dei freni è la fonte di circa il 20% dell'inquinamento totale del traffico da PM2,5.

Queste sono particelle abbastanza piccole da essere inalate nelle regioni più profonde del polmone:PM2,5 significa che le particelle hanno un diametro inferiore a 2,5 micrometri.

Gran parte della ricerca sugli effetti dell'inquinamento atmosferico da traffico si è concentrata sugli effetti del particolato derivato dal tubo di scappamento dei veicoli diesel, ma questo nuovo studio ha indagato se il particolato nella polvere dei freni ha effetti simili.

Dottor Ian Mudway, che ha guidato la ricerca presso il Centro MRC per l'ambiente e la salute del King's College di Londra, ha dichiarato:"In questo momento l'attenzione alle emissioni dei gas di scarico diesel è completamente giustificata dalla letteratura scientifica, ma non dobbiamo dimenticare, o sconto, l'importanza di altri componenti, come metalli da abrasione meccanica, soprattutto dai freni. Non esiste un veicolo a emissioni zero, e mentre entrano in vigore le normative per ridurre le emissioni di scarico, il contributo di queste fonti rischia di diventare più significativo."

La polvere dell'attrito dei freni è ricca di metalli, che può catalizzare la produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS) - sostanze chimiche che possono causare danni alle cellule quando entrano nei polmoni.

Ricerche passate sull'aumento dei tassi di polmonite osservati nei saldatori e nei lavoratori delle fonderie hanno dimostrato che minuscole particelle ricche di componenti metallici possono ridurre la capacità del sistema immunitario di affrontare le infezioni batteriche. Poiché la polvere dei freni contiene anche molte particelle metalliche, i ricercatori hanno voluto verificare se i tipi di particelle metalliche presenti nella polvere dei freni possono avere un effetto simile.

In questo studio, pubblicato sulla rivista metallomica , i ricercatori hanno ottenuto la polvere da una fabbrica di test delle pastiglie dei freni. La fabbrica testa un'ampia gamma di freni a tamburo da una miscela di autobus e camion attualmente utilizzati in Europa in condizioni rappresentative della guida urbana e della frenata ad alta velocità.

Per testare il suo effetto sulle cellule immunitarie, sono cresciuti macrofagi in laboratorio, che sono un tipo di cellula immunitaria che è in prima linea nelle nostre difese nei polmoni e uccide i batteri inghiottendo e digerendo.

Quando hanno esposto i macrofagi rispettivamente al particolato dei gas di scarico del diesel e alla polvere dei freni, entrambi hanno ridotto la capacità dei macrofagi di assorbire e distruggere i batteri. Sono stati testati con Staphylococcus aureus, una comune infezione dei polmoni.

Aggiunta di chelanti metallici, sostanze chimiche che possono legarsi agli ioni metallici, impedendo loro di reagire e causare danni, ha impedito gli effetti negativi sulle cellule immunitarie. Ciò ha suggerito che il contenuto di metallo del particolato stava causando gli effetti negativi.

Il particolato di entrambe le fonti ha anche indotto i macrofagi a produrre molecole di segnalazione immunitaria che guidano l'infiammazione.

Gli scienziati sono rimasti sorpresi nello scoprire che i metalli sia nella polvere dei freni che nei gas di scarico del diesel hanno effetti simili sulle cellule immunitarie, poiché allo scarico del diesel mancava il ferro e il rame comuni nella polvere dei freni, che sono noti per generare ROS nel corpo.

C'erano molte altre particelle metalliche che avevano in comune (come l'arsenico, stagno e antimonio), ma i ricercatori hanno concluso che il più grande colpevole era probabilmente il vanadio, poiché era l'unico metallo che veniva sempre più assorbito dalle celle man mano che aumentava la dose di polvere dei freni e particolato di scarico diesel.

Dott.ssa Liza Selley, che ha condotto la ricerca presso il Centro MRC per l'ambiente e la salute del King's College di Londra e dell'Imperial College di Londra, ha dichiarato:"I fumi del diesel e la polvere dei freni sembrano essere altrettanto dannosi in termini di tossicità nei macrofagi. I macrofagi proteggono il polmone da microbi e infezioni e regolano l'infiammazione, ma abbiamo scoperto che quando sono esposti alla polvere dei freni non possono più assorbire i batteri".

"Preoccupante, questo significa che la polvere dei freni potrebbe contribuire a ciò che chiamo "gola londinese" - la costante sensazione di rana e la serie di tosse e raffreddore che sopportano gli abitanti delle città - e infezioni più gravi come polmonite o bronchite che sappiamo già essere influenzate dallo scarico del diesel esposizione."

Questa ricerca è stata condotta nelle cellule del laboratorio e sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere appieno come le particelle di polvere dei freni potrebbero contribuire alla cattiva salute degli esseri umani.

Il dottor Selley ha aggiunto:"Abbiamo incluso alcuni esperimenti che hanno permesso alle cellule di riposare dall'inquinamento, e siamo stati lieti di vedere che queste cellule riposate hanno rapidamente riacquistato la loro capacità di assorbire i batteri una volta rimossa la polvere dei freni. La nostra ricerca è stata condotta nelle cellule del laboratorio, quindi sono necessari ulteriori studi per vedere se l'inquinamento da particolato metallico influenza la suscettibilità all'infezione nei polmoni delle persone reali".

Dottoressa Megan Dowie, capo della medicina molecolare e cellulare presso l'MRC, ha commentato:"L'impatto della scarsa qualità dell'aria è un importante rischio ambientale per la salute nel Regno Unito. Con l'entrata in vigore delle modifiche alle normative relative ai motori a combustione interna, si prevede che il contributo relativo della polvere dei freni all'inquinamento del traffico aumenterà. Studi come questo che indagano sui potenziali effetti sulla salute potrebbero avere importanti implicazioni politiche".