Variáveis ambientais e níveis de monóxido de carbono exalado e carboxihemoglobina em idosos praticantes de exercício

Variáveis ambientais e níveis de monóxido de carbono exalado e carboxihemoglobina em idosos praticantes de exercício

Autores:

Marcos Adriano Salicio,
Viviane Aparecida Martins Mana,
Waléria Christiane Rezende Fett,
Luciano Teixeira Gomes,
Clovis Botelho

ARTIGO ORIGINAL

Ciência & Saúde Coletiva

versão impressa ISSN 1413-8123versão On-line ISSN 1678-4561

Ciênc. saúde coletiva vol.21 no.4 Rio de Janeiro abr. 2016

http://dx.doi.org/10.1590/1413-81232015214.14502015

Introdução

Poluição ambiental e alterações climáticas têm sido descritas como responsáveis por influenciar a saúde da população ocasionando agressões ao sistema cardiovascular e respiratório1,2. A tentativa de compreender a ação dos poluentes e do clima na saúde humana tem estimulado estudos que buscam avaliar os riscos da população quando submetida por curtos ou longos períodos de exposição3,4.

Dentre diversas fontes produtoras de poluição, podem ser citadas os veículos automotores, emissões industriais e a queima de biomassa, sendo esta última mais comum em regiões agrícolas ou de mata nativa, como no cerrado brasileiro1,5.Destaca-se entre os poluentes o monóxido de carbono (CO), o dióxido de enxofre (SO2), o dióxido de nitrogênio (NO2) e o Material particulado de pequenas dimensões (MP2,5), que podem provocar agressões ao organismo quando o indivíduo permanece em exposição nos ambientes com concentrações acima do limiar tolerável6. Além disso, dependendo da situação climática local, estes poluentes primários podem sofrer alterações químicas dando origem a formação de poluentes secundários, principalmente o ozônio, agravando ainda mais a qualidade do ar respirado6,7.

As mudanças climáticas propriamente, em situações de altas ou baixas temperaturas, associadas com as variações da umidade relativa do ar, também têm sido descritas como diretamente responsáveis pelo comprometimento do sistema respiratório e cardiovascular8-10. Assim, tanto a poluição ambiental como as variações climáticas podem, de forma conjunta ou isolada, influenciar a saúde humana, principalmente das populações mais susceptíveis como idosos e crianças2,11.

Mato Grosso é o Estado responsável por grande emissão de poluentes ambientais, gerada pelas fontes de queimadas florestais que se intensificam no período de seca12. A cidade de Cuiabá é caracterizada por clima tropical semi-úmido, com baixa velocidade do vento e temperaturas elevadas, com características geomorfológicas próprias que podem dificultar a dispersão dos poluentes nos momentos de estabilidade atmosférica13,14. Aliados a estes fatos, colaborando ainda mais com a poluição do ar, ocorreu o velho costume da queima de lixo doméstico e houve o aumento acentuado na frota de veículos na última década15.

Como a prática de exercícios é salutar e com a tendência do envelhecimento da população, com consequente aumento no número de idosos, os profissionais têm estimulado cada vez mais a participação destes indivíduos em programas de treinamentos, como recurso na melhora da qualidade de vida13,16,17. Contudo, estes indivíduos podem tornar-se um grupo de risco ao se exporem a situações climáticas desfavoráveis ou a ambientes mais poluídos. Desta forma, devido às condições climáticas da cidade e ao grande número de focos de queimadas que ocorrem no período seco, este estudo teve por objetivo verificar os níveis de monóxido de carbono exalado (COex), carboxihemoglobina (COHb) e variáveis cardiopulmonares em idosos praticantes de exercícios em ambientes externos, e verificar a correlação com variáveis climáticas, poluição do ar e queimadas.

Método

Foi desenvolvido estudo observacional, tipo ecológico temporal abordando 118 idosos com mais de 60 anos, de ambos os sexos, praticantes de exercícios, saudáveis e não fumantes, residentes em Cuiabá-MT, participantes do programa “Longevidade Saudável”, da Universidade Federal de Mato Grosso-UFMT. Este tipo de estudo considera para análise a unidade de tempo em uma mesma localidade, sendo os grupos divididos em unidades temporais utilizando-se anos, meses ou dias de avaliação18.

Para a escolha do mês referente à seca, foi realizada uma análise prévia de registros obtidos da Rede de Meteorologia do Comando da Aeronáutica (REDEMET), no período de 2000 a 2012. Dados climáticos durante o período do estudo foram fornecidos por relatórios do Comando da Aeronáutica, com as seguintes médias de medidas: temperatura média do dia (TmdºC); temperatura média do período (TmpºC), umidade relativa do ar média do dia (URAmd%); umidade relativa do ar, média do período (URAmp%); pressão atmosférica média do dia (Pamd hPa); pressão atmosférica média do período (Pamp hPa); velocidade do vento média do dia (Velmd kt); e velocidade do vento média do período (Velmp kt). O período considerado foi o vespertino, momento em que os idosos realizavam exercícios físicos.

Os dados de média de focos de queimadas por município por dia (FQmd) e total de focos de queimadas por dia para o estado (FQtot) foram obtidos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (IMPE) e Sistema de Informações Ambientais (SISAM), através de pesquisa eletrônica com referência para o município de Cuiabá, obtendo também informações sobre monóxido de carbono ambiental médio do dia (COmd ppb) e material particulado2,5 médio do dia (PMmd µg/m3).

Para obtenção dos focos de queimadas total (FQtot) foi utilizada a soma dos focos produzidos por todos os municípios diariamente no referido mês de setembro, considerando o total de cada dia para a análise e para FQmd e a soma de todos os focos do dia dividida por 141 municípios.

Foram incluídos os indivíduos que não apresentavam doenças e/ou faziam uso de medicamentos e sem presença de distúrbios ventilatório na espirometria. Do total de 153 idosos praticantes de exercícios físicos, foram excluídos 35 (22,9%), sendo 9 (5,8%) por não conseguirem fazer o teste espirométrico e/ou porque apresentaram alterações nos padrões que indicavam algum distúrbio ventilatório, 11 (7,2 %) por relatar doença que justificasse a não participação, 12 (7,8%) por uso de medicamentos e 3 (1,9%) por se recusar a responder perguntas do questionário.

Após aprovação do comitê de ética do Hospital Universitário Júlio Muller (UFMT), explicação sobre o objetivo da pesquisa e assinatura do termo de consentimento, foi realizada análise da função pulmonar por um espirômetro One Flow-(Clement Clark Ltda), utilizando como parâmetro o consenso brasileiro de espirometria19. Em seguida, procedeu-se a leitura da saturação periférica de oxigênio (SatO2) e da frequência cardíaca (FC) por oxímetro de pulso NONIN-Onix II - 9550, padronizando-se o dedo indicador para a obtenção dos dados, com tempo para leitura de 1 minuto, objetivando a estabilização dos parâmetros. O Pico de fluxo expiratório (PFE) foi avaliado com uso de medidor portátil (Clement Clark Ltda), com variação de volume de 60-900 L/min, mantendo-se o paciente sentado, realizando-se três medidas explosivas provenientes da capacidade pulmonar total (CPT). O valor considerado foi o da curva com maior valor desde que as manobras não tivessem diferença maior que 20L entre si19. Os níveis de COex e COHb foram obtidos por Monoxímetro (Micro CO -Micro Medical S.A), utilizando como parâmetros de referência 6 ppm para COex e 2,5% para COHb20,21.

Os dados foram coletados no período vespertino, no mesmo horário, antes dos exercícios. Foram realizadas um total de 584 medidas de cada variável, e a média diária foi obtida da soma de todas as análises diárias individuais, totalizando 18 médias de medidas realizadas no mês, que representaram os níveis médio/dia da população.

Para a análise estatística foi utilizado o software Minitab-16.0 e SPSS-PASW-18.0 e aplicado o teste de Anderson-Darling, T de Student, Mann Whitney e Kruskal-Wallis, e a correlação de Pearson quando indicada. A Regressão linear múltipla foi realizada buscando-se estimar a influência das variáveis climáticas e poluição sobre níveis exalados de COex e COHb, gerando uma equação a partir das variáveis PM2,5md, COmd, Tmp, URAmp, Pamp, Velmp e FQmd para o monóxido de carbono (COex = 86,4-6,72PMmd-0,534COmd-1,31Tmp-0,172URAmp+0,067Pamp-102velmp+0,421FQmd) e para a carboxihemoglobina (COHb = 11,6-1,22PMmd-0,098COmd-0,236Tmp- 0,0292URAmp +0,0162Pamp-0,0206velmp+0,0770 FQmd).

A média móvel foi desenvolvida com intuito de suavizar as oscilações das variáveis temporais e poluentes. A avaliação temporal foi realizada considerando-se o mês em dois momentos, abordando FQtot e COex no intuito de compreender o comportamento das variáveis.

Resultados

Observou-se entre os idosos que 92 deles (79%) eram do sexo feminino, com média de idade de 67,53 ± 5,07 anos, peso 69,61 ± 10,42kg; altura média de 1,57 ± 0,08m e IMC 28,14 ± 4,10kg/m2, e todos relataram ser não fumantes ou ex-fumantes, com cessação há no mínimo 6 meses. A análise dos dados categorizados por gênero demonstrou médias de idade e altura diferentes (p = 0,00), e valores iguais de IMC entre os idosos (p = 0,62), conforme Tabela 1.

Tabela 1  Distribuição de dados antropométricos e variáveis cardiopulmonares dos idosos segundo sexo e hábitos de tabagismo. Cuiabá, 2014. 

Teste t-Student; idade: anos; peso: kg; altura: metros, IMC: índice de massa corporal (m/cm2); PF - Pico de Fluxo Expiratório: L/min; SatO2 - Saturação Periférica de Oxigênio: %; FC-Frequência Cardíaca: bpm; COex - monóxido de carbono exalado: ppm; COHb - carboxihemoglobina: %.

A média geral de COex foi de 2,69 ± 0,88ppm e COHb de 0,43 ± 0,14 com níveis exalados não demonstrando diferença em relação ao sexo masculino e feminino e em relação ao fato de já ter ou não fumado (p > 0,05).

O PFE médio geral encontrado foi de 355,86 ± 17,15 L/min, com níveis maiores nos homens (p = 0,00), observando diminuição média de 16% e 4,5% para homens e mulheres respectivamente, não sendo observado diferença entre os indivíduos ex-fumantes e não fumantes. A média de SatO2 foi de 96,45 ± 0,43% e FC de 79,17 ± 3,06 bpm, mantendo-se valores dentro dos padrões de normalidade, sendo semelhantes com referência ao sexo e ao fato de já ter fumado ou não (p > 0,05) (Tabela 1).

A análise do ambiente mostrou que no respectivo mês houve a ocorrência de aproximadamente 186 focos de queimadas para a cidade de Cuiabá, média de 999,77 focos de queimada/dia para o estado, níveis médios diários de emissão de monóxido de carbono (CO) ambiental de 46,6 ppb e material particulado de 11,53 µg/m3 de ar (Tabela 2).

Tabela 2  Distribuição das variáveis cardiopulmonares, poluentes ambientais e dados climatológicos segundo média das medidas diária para mês de setembro. Cuiabá, 2013. 

Fonte: Comando da Aeronáutica, SISAM-IMPE - Sistema de Informações Ambientais. média por municipio/dia; FQtot: média diária do total de focos de queimado estado. * média do período refere-se ao tempo compreendido das 12:00 às 17:59 hs. Coex: monóxido de carbono exalado; CoHb: carboxihemoglobina; SatO2: Saturação periférica de oxigênio; FC: frequência cardíaca; PF: pico de fluxo expiratório; COmd: monóxido de carbono ambiental média/dia; PMmd: material particulado2,5µ média/dia; Tmd: temperatura média/dia; Tmp: temperatura média/período; URAmp: umidade relativa média período; URAmd: umidade relativa média/dia; Velmd: velocidade do vento média/dia; velmp: velocidade do vento média/período; Pamp: pressão atmosférica média/período; Pamd: pressão atmosférica média/dia; FQmd: focos de queimada por município média/dia; FQtot: focos de queimada total do dia.

Foi observada uma significante acentuação das temperaturas no período vespertino (p = 0.00), associada a uma menor umidade relativa do ar (p = 0,00), com valores chegando a níveis inferiores aos recomendados para a saúde. Além disso, a análise dos dados demonstrou baixa velocidade do vento, identificando no período crepuscular um pequeno aumento desta (p = 0,03), porém mantendo-se ainda inferior aos padrões adequados para uma boa dispersão de poluentes. Não foi observada diferença na análise da pressão atmosférica quando se comparou a média do dia com a média do período vespertino (p = 0,05), como observado na Tabela 2.

A análise de correlação de Pearson confirmou uma relação positiva dos níveis de COex e COHb exalados pelos idosos com FQtot e FQmd, respectivamente, (p < 0,05) (Tabela 3).

Tabela 3  Distribuição dos dados segundo variáveis ambientais, níveis dos gases exalados e variáveis cardíacas dos idosos.Cuiabá, 2013. 

Correlação de Pearson: valores significantes: * p < 0,05; ** p < 0,01.FQtot: focos de queimada total/dia; FQmd: focos de queimado município média/dia, URAmd: umidade relativa do ar média/dia; PMmxd: material particulado2,5µ máximo/dia; PMmd: material particulado2,5µ média/dia; Insol: tempo de exposição solar; Tmd: temperatura média/dia; Tmp:temperatura média/período; URAmp: umidade relativa média período;Tmxd-move4: média móvel de temperatura máxima/dia; COex: monóxido de carbono exalado; COHb, carboxihemoglobina; FC: frequência cardíaca.

O modelo de regressão múltipla aplicado demonstrou-se adequado para COex (R2 = 90,3%; p = 0,02) e para COHb (R2 = 88,5%; p = 0,03) e a análise dos dados evidenciou que a Tmp (p = 0,04); (p = 0,04), URAmp (p = 0,03); (p = 0,04), FQmd (p = 0,04); (p = 0,04), respectivamente, explicaram em mais de 88% as alterações dos gases exalados COex e os níveis de COHb.

Em relação às variações climáticas, o COex e COHb também apresentaram correlação linear positiva com média móvel de 4 dias para Tmxd. Porém, a correlação negativa, quando avaliada à URAmd (p < 0,05), indica possível relação entre as alterações encontradas nos níveis exalados de gases pelos idosos e COHb, na medida em que as variáveis ambientais se modificavam. (Tabela 3).

No decorrente período, observou-se também uma relação linear entre a temperatura média do período (p = 0,00), temperatura média do dia (p = 0,02), tempo de exposição solar (p = 0,03), umidade relativa média do período (p = 0,01) com alterações nas respostas de FC (Tabela 3).

Na avaliação temporal do mês de setembro, categorizando em dois momentos consecutivos (1º - 15º dia; 16º - 30º dia), houve aumento no decorrer do mês nos níveis médios de monóxido de carbono exalado - COex [(2,31 ± 0,83 e 3,06 ± 0,78 (p = 0,04))], e nos focos de queimadas total do dia- FQtot [(549,33 ± 502,46 e 1.450,20 ± 801,70 (p = 0,00))], sendo as maiores médias referentes ao período que correspondeu entre o 16º ao 30º dia para ambas variáveis, como demonstrado nos Gráficos 1 e 2.

Gráfico 1 Níveis médios de FQtotal/dia segundo distribuição temporal. Cuiabá, setembro de 2013. 

Gráfico 2  Níveis médios de monóxido de carbono exalado pelos idosos segundo distribuição temporal. Cuiabá, setembro de 2013. 

Discussão

O monóxido de carbono é produto da combustão incompleta de matéria orgânica, e devido sua afinidade com a hemoglobina, ao se ligar com a proteína, altera a capacidade do sangue em transportar oxigênio, modificando a curva de oxihemoglobina22, ocasionando uma ação tóxica quando inalado.

No presente estudo, os níveis médios de monóxido de carbono exalado pelos idosos, apesar de oscilarem diariamente, mantiveram-se dentro dos padrões aceitáveis, com média 2,69 ppm, atingindo valores de carboxihemoglobina de 0,43%, não sendo encontrada diferença quando comparado por sexo e hábitos tabágicos23.

Os valores de COex e COHb encontrados neste estudo são bem próximos aos descritos por Santos et al.20, que encontrou média de 2,5 ± 2,1 ppm e 0,43 ± 0,14%, ao avaliar indivíduos não fumantes e ex-fumantes. Sabe-se que a observação dos níveis de COex e COHb nestes indivíduos torna-se importante durante a programação de atividades externas, uma vez que a detecção dos níveis sanguíneos pode apresentar relação com exposição ambiental. Desta forma, a identificação prévia desses gazes por métodos diretos ou indiretos se constitui em indicadores biológicos que podem determinar os riscos de exposição22.

A semelhança entre os valores exalados de CO encontrada durante as análises no presente estudo, quando considerada as variáveis sexo, idade e o fato de já ter fumado, foi evidenciada também em outras pesquisas, reforçando que o monóxido de carbono não se altera com as características individuais20,24.

Apesar de no presente estudo ser encontrado nos idosos níveis médios de COex dentro dos padrões de normalidade21, houve uma variação das médias diárias com aumento significante em sentido ao final do mês, coincidindo com aumentos nos focos de incêndios, conforme demonstrado na análise temporal para COex e focos de queimadas.

Uma vez que não houve influência das variáveis individuais no comportamento dos gases exalados, as alterações encontradas nos idosos podem estar associadas à maior emissão ambiental de CO proveniente das queimadas, que aumentaram neste período, associadas às concentrações de poluentes por emissões veiculares favorecidas pelas condições climáticas local.

O fato que reforça a possibilidade de influência de poluentes nos níveis exalados é que o grupo de idosos neste estudo foi composto por indivíduos ativos, excluídos aqueles que faziam uso de medicamentos, que manifestaram algum tipo de doença aguda ou tratamento de doença crônica que pudesse aumentar a produção endógena e favorecer as alterações nos níveis de COex20,25.

Além do mais, os idosos do presente estudo residem em centro urbano, estando sob maior ação de poluentes, temperaturas elevadas e baixa umidade relativa do ar. Nestes locais, períodos mais secos e quentes podem alterar a atmosfera local, criando situações de estabilidade atmosférica e dificultando a dispersão dos poluentes com tendência ao acúmulo nas regiões mais baixas, deixando a população mais exposta26,27.

Associada a este fator, a cidade de Cuiabá está localizada em uma depressão que favorece a concentração de poluição durante as queimadas, uma vez que a ação das brisas direciona os ventos em sentido à região urbana e eleva as chances de concentrar os poluentes nas regiões mais centrais26.

A influência dos ventos favorece também o transporte de CO ambiental proveniente de queimadas distantes, fator que pode acrescer em até 70% os níveis de CO no ar em regiões povoadas28.

Como os níveis de CO no organismo podem ser aumentados pela inalação direta dos gases ambientais, ou por estresse oxidativo devido a exposição a diversos poluentes25,29,30, as alterações encontradas nos idosos desta pesquisa podem ser justificadaspor ambos os fatores.

A interferência ambiental foi verificada também pela influência da temperatura, focos de queimadas e umidade relativa na eliminação de gases pelos idosos, sugerindo uma interdependência entre as variáveis ambientais e seus efeitos nos níveis exalados de COex.

É difícil separar a ação do clima e da poluição no ar respirado, uma vez que existe uma relação entre ambos e estes fatores acabam exercendo efeito aditivo ou somativo na resposta às agressões ao aparelho respiratório e cardiovascular31-33.

A associação de fatores climáticos como o calor e a poluição por CO ambiental também tem sido descrita como responsável por risco de episódios agudos de infarto do miocárdio e acidente vascular encefálico, principalmente em idosos, sendo recomendado precaução da prática de atividade física e exposição solar em dias de altas temperaturas e concentrações elevadas de CO no ar34.

Este fato reforça os achados do presente estudo nas relações entre o clima e níveis de COex e indica a existência de maior risco da prática de exercícios pelos idosos no período de seca em ambientes externos, uma vez que, neste período, há um aumento na incidência das queimadas florestais associado às altas temperaturas. Situação esta que se agrava, uma vez que aumentos na absorção de poluentes ocorrem, devido a prática de atividade física aumentar a ventilação pulmonar, favorecendo maior inalação com prejuízos no transporte de oxigênio23,35,36.

Deve ser levado em consideração também que a obtenção dos dados ambientais no presente estudo, referentes a emissão de poluentes, não foi feita por monitoramento na superfície e sim por meio de dados de satélites que estimam níveis de poluentes bem acima do nível do solo, podendo ter subestimado as concentrações na superfície.

Além da associação entre clima e poluição, variações na temperatura ambiental têm sido descritas como importante causa de mortalidade por doenças cardiovasculares e respiratórias em crianças e idosos37. A mortalidade cardiovascular ocorre quando o corpo excede o limiar termorregulatório gerando alterações na FC, viscosidade do sangue, alteração na coagulabilidade do sangue, redução na perfusão cerebral e atenuação nas respostas vasomotoras38.

No presente estudo houve uma relação positiva da FC com tempo de exposição solar e temperatura ambiental e negativa com umidade relativa. A influência do clima em indivíduos idosos pode ocasionar maior sobrecarga cardíaca principalmente em dias mais quentes e com menor umidade relativa, expondo o coração a maior trabalho durante a prática de exercícios39,40.

Indivíduos idosos apresentam menores respostas homeostáticas para o controle da temperatura corporal, fator que pode levá-los a hipertermia quando expostos a altas temperaturas e a uma maior predisposição para desidratação quando associados a baixas umidades relativa do ar40,41. Além disso, para um resfriamento corporal eficiente nos períodos mais quentes, existe a necessidade de aumentar a distribuição de fluxo de sangue para cobrir uma maior área de superfície corporal, gerando maior sobrecarga do coração que se encontra muitas vezes debilitado pelo processo de envelhecimento40,41.

Desta forma, apesar das respostas fisiológicas serem eficientes, situações de altas temperaturas ambientais e baixas umidades do ar, associadas a trabalhos musculares intensos e falta de aclimatação do organismo, podem levar o indivíduo idoso ao estresse por calor, ocasionando desde alterações mais simples como síncope e edemas até mais graves como desidratação e hipertermia40. Reforçando a afirmação de influencia da temperatura na resposta cardiovascular, estudo realizado na cidade de Boston de 2000 a 2008, verificou menor variabilidade da FC em idosos com elevadas temperaturas42.

Além de influenciar as respostas cardiovasculares, as altas temperaturas ambientais também têm sido citadas como responsável por desenvolvimento de aumento no número de internações, aumento na mortalidade e morbidade em indivíduos idosos por diversas patologias43-45. Sendo que temperaturas superiores a 30ºC foram associadas com aumento de casos de doenças cardiovasculares isquêmicas e doenças respiratórias como asma e bronquite46.

Além de temperaturas elevadas, o comprometimento das vias aéreas em períodos de clima seco pode ser ocasionado pela grande quantidade de poeiras e materiais suspensos no ar como polens e outras partículas inaláveis. Assim, maior exposição às partículas suspensas, devido à menor umidade, pode justificar os achados de diminuição percentual do PFE encontrados nos idosos do presente estudo2,8,43,47.

A baixa umidade do ar pode causar diversos problemas de saúde à população idosa, como sangramentos nasais, irritação nos olhos, ressecamento da pele, insuficiências respiratórias agudas, irritações do sistema respiratório, ressecamento de mucosas, que podem ser agravados pelos poluentes48.

Desta forma, com base nas pesquisas estudadas e os resultados apresentados de que o período vespertino foi o momento em que houve as maiores temperaturas ambientais e a mais baixa umidade relativa, evidencia-se que a prática de exercício para estes indivíduos deve ser evitada neste período, pois a dificuldade termorregulatória do idoso, facilidade de desidratação e menor transpiração, associada a maior temperatura ambiental, pode favorecer a ocorrência de diversos eventos, dentre eles, acidentes vasculares encefálicos e doenças respiratórias, entre outros34,49.

Os dados do presente estudo demonstraram que alterações na FC, COex e COHb estiveram relacionados à exposição ambiental, confirmando que a população idosa está sob risco de agravos à saúde durante a prática de exercícios nos períodos de queimadas e seca na cidade de Cuiabá-MT. Assim, ao realizarem exercícios físicos em ambientes externos, os idosos devem ser monitorados pelos profissionais com maior atenção às condições climáticas e poluição, sendo sugerido o uso do monoxímetro portátil como instrumento para acompanhamento destes.

Este estudo trouxe à luz o problema do processo saúde-doença em indivíduos idosos praticantes de exercícios físicos em ambientes externos na cidade de Cuiabá-MT. As exposições às altas temperaturas e poluentes podem ser reduzidas com ações mais efetivas de vigilância em saúde e maior atenção e capacitação dos profissionais do exercício, minimizando os riscos à saúde da população idosa.

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