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Profa. Dra. Samantha Rhein UNIDADE I Nutrição no Esporte O metabolismo celular é o conjunto de reações que ocorrem nas células dos organismos vivos com o objetivo de sintetizar as biomoléculas ou degradá-las para produzir energia. Para que o corpo possa se exercitar, as células musculares esqueléticas devem ser capazes de extrair energia continuamente dos nutrientes contidos nos alimentos e transferi-la para os elementos contráteis no musculoesquelético. Realização do movimento e do desempenho esportivo = taxa de conversão da energia química obtida de carboidratos, proteínas e lipídios. Introdução à transferência de energia O metabolismo catabólico pode ser dividido também em relação à presença de oxigênio (metabolismo aeróbico) e na ausência de oxigênio (metabolismo anaeróbico). Metabolismo aeróbico: reações catabólicas geradoras de energia (ATP), que necessitam de oxigênio. Predomínio em atividades de maior duração e menor intensidade. Metabolismo anaeróbico: não há a presença de oxigênio para geração de energia. Essas reações geram muita energia por curtos períodos. Utilização: atividades curtas de alta intensidade. Substratos Exógenos Substratos Endógenos: glicogênio e gorduras (triacilglicerol). A glicose é a forma primária de carboidrato usada como fonte de energia, sendo armazenada nas células animais em forma de glicogênio. Os ácidos graxos são a forma primária de gordura usada como fonte de energia e são estocados como triglicerídeos. A proteína necessita da quebra em sua forma primária, ou seja, em seus aminoácidos constituintes. 3 vias metabólicas: 1ª via: quebra de fosfocreatina (PCr) – via imediata para o músculo ativo; 2ª via: degradação de glicose ou glicogênio (denominada glicólise); 3ª via: via oxidativa de formação de ATP. Vias de produção de energia (ATP) Fonte: Adaptado de: MCARDLE; KATCH; KATCH, 2016, p. 286. GLICÓLISE Glicose Glicogênio Glicose 6-fosfato Frutose 6-fosfato Frutose 1,6-difosfato Fosfato de hi-hidroxiacetona 3- fosfatogliceraldeído NAD+ NAD+ NADH+HNADH+H 1,3- difosfoglicerato ADP ATP ATP ADP 2[ácido 3-fosfoglicerato] 2[ácido 2-fosfoglicerato] 2[fosfoenolpiruvato] ADP ATP ADP ATP H2O H2O 1 ATP ADP ATP ADP 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Para a cadeia de transporte de elétrons Para a cadeia de transporte de elétrons Lactato Lactato2 piruvato Desidrogenase láctica Desidrogenase láctica Figura 6 – Glicólise anaeróbica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Enzimas: Hexoquinase Glicose 6-fosfato isomerase Fosfofrutoquinase Aldolase Triosefosfato isomerase Gliceraldeído 3-fosfato desidrogenase Fosfogliceratoquinase Fosfogliceromutase Enolase Piruvatoquinase Estudos demonstraram que 20% do lactato produzido durante esforços de intensidade moderada são convertidos em glicose via processos gliconeogênicos. Lactato como substrato energético Fonte: Adaptado de: https://bit.ly/3jHzs6p. Acesso em: 27 out. 2021. Lactato Glicogênio ATP Lactato sanguíneo Glicose sanguínea Lactato Glicose ATP Figura – O ciclo de Cori remove o lactato liberado pelos músculos ativos e o utiliza para reabastecer as reservas de glicogênio depletadas pela atividade intensa. A produção aeróbia de ATP ocorre nas mitocôndrias e envolve dois importantes sistemas de enzimas: o ciclo do ácido cítrico e a cadeia transportadora de elétrons. Fontes: Adaptado de: POWERS; HOWLEY, 2014; KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016. Produção de 2 NADH Produção de 2 NADH2 Produção de 2 NADH Produção de 2 NADH Produção de 2 GTP 2 malato 2 fumarato 2 oxaloacetato 2 citrato 2 isocitrato 2α cetoglutarato 2 succinato 2 succinil-CoA 2 (Acetil-CoA) Célula Respiração celular Ciclo de Krebs Figura – O ciclo de Krebs inicia-se com a entrada do acetil-Coa no ciclo, e cada uma de suas etapas é catalisada por enzimas específicas. Numa dieta mista rica em carboidratos ou gorduras, apenas uma pequena parte das proteínas será usada na produção de ATP durante a prática do exercício ou no repouso. Em atividades de longa duração, pode haver um pequeno aumento no metabolismo dos aminoácidos (sobretudo os de cadeia ramificada e a alanina). Tipicamente, a proteína contribui com menos de 2% do substrato utilizado durante o exercício com menos de 60 minutos de duração, mas durante uma atividade prolongada (de 3 a 5 horas), essa contribuição pode chegar até 15% da energia disponível. Fonte: Adaptado de: KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016, p. 90. Aminoácidos Cadeia lateral H N H H C C O H Glicose Piruvato H+ para CTE CO2 NH2 NH2 NH2 Acetil-CoA Ciclo de Krebs Alguns podem ser usados para sintetizar glicose e, por isso, são glicogênicos. Alguns podem ser transformados em acetil-CoA. O Alguns conseguem entrar no ciclo de Krebs diretamente e são glicogênicos. Figura – Os aminoácidos conseguem entrar no metabolismo aeróbio, após desaminação ou transaminação. Assim como a alanina e a glutamina, o lactato também pode ser convertido em piruvato, e este em glicose, para manutenção da glicemia. A formação de glicose a partir do lactato denomina-se: a) Ciclo de Krebs. b) Ciclo da Alanina. c) Ciclo das Pentoses. d) Ciclo de Cori. e) Ciclo das Riboses. Interatividade Assim como a alanina e a glutamina, o lactato também pode ser convertido em piruvato, e este em glicose, para manutenção da glicemia. A formação de glicose a partir do lactato denomina-se: a) Ciclo de Krebs. b) Ciclo da Alanina. c) Ciclo das Pentoses. d) Ciclo de Cori. e) Ciclo das Riboses. Resposta A utilização preferencial de determinado substrato durante o repouso e o exercício é afetada por diversos fatores: Intensidade e/ou duração do esforço; Estado inicial das reservas de substratos energéticos; Nível de treinamento do atleta. (WILMORE; COSTILL, 1994). Metabolismo dos macronutrientes no exercício e no treinamento A disponibilidade do substrato pode influenciar na “escolha” do combustível energético. Após uma refeição rica em gordura ou carboidrato, o substrato que estiver mais disponível será o preferencialmente metabolizado. Fonte: Adaptado de: KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2016, p. 92. 100 % d e e n e rg ia a p a rt ir d e c a rb o id ra to s e t ri g lic e rí d e o s 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 % VO2 máx. Figura – Porcentagem da energia obtida de carboidrato e da gordura em diferentes intensidades de exercício. A fadiga relacionada aos nutrientes é bastante frequente no exercício aeróbico prolongado, tipo corrida de maratona, e é um estado associado à depleção de glicogênio muscular e hepático (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2016). Conduta: consumo de uma solução contendo glicose próximo ao ponto de fadiga permite o prosseguimento do exercício, porém o consumo de carboidrato logo no início da atividade e em intervalos regulares é mais eficiente em comparação ao consumo apenas quando os estoques já estão próximos a serem depletados. Fadiga relacionada ao nutriente Fonte: Adaptado de: MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011, p. 114. Efeito da dieta na disponibilidade de carboidratos 0 50 100 150 200 1 3 42 Glicogênio muscular inicial (g/100 g de músculo) T e m p o l e v a d o a té a e x a u s tã o ( m in ) Normal Rica em gorduras - pobre em CHO Rica em CHO - pobre em gorduras Fonte: Adaptado de: MCARDLE; KATCH; KATCH, 2016, p. 130. 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0 25 65 85 Intensidade do exercício (%VO2máx.) Glicogênio muscular Triacilgliceróis musculares AGL plasmáticos Glicose plasmática Figura – Utilização de substrato energético em três diferentes intensidades do exercício: leve (~25% do VO2máx.), moderado (~65% do VO2máx.) e intenso (~85% do VO2máx.); à medida que aumenta a intensidade do exercício, o uso absoluto de glicose e de glicogênio muscular também é elevado, enquanto o uso de triacilgliceróis musculares ede AGL plasmáticos é reduzido. G a s to e n e rg é ti c o ( k c a l/ k g /m in ) Uma jovem ingressou recentemente no time de handebol da sua universidade. Preocupada com sua alimentação e com seu desempenho físico nas competições, ela consultou um nutricionista com o objetivo de obter informações a respeito da relação entre o consumo de macronutrientes e a sua atividade esportiva. Considerando essa situação hipotética e a relação entre alimentação e desempenho físico, avalie se cada afirmativa a seguir é verdadeira (V) ou falsa (F): ( ) É recomendável o consumo de alimentos ricos em lipídios próximos ao horário da atividade física, pois esses alimentos favorecem o depósito do glicogênio hepático, considerado fonte de glicose para o exercício. ( ) A ingestão de carboidratos durante a atividade física pode retardar o surgimento da fadiga muscular, melhorando também o desempenho da esportista pela manutenção da glicemia durante o exercício. ( ) A jovem deve ingerir alimentos ricos em gordura antes da atividade física, pois a gordura é a principal fonte de energia para esportes. Interatividade De cima para baixo, a sequência correta é: a) F, V, F. b) F, F, F. c) F, V, V. d) V, V, V. e) V, F, V. Interatividade De cima para baixo, a sequência correta é: a) F, V, F. b) F, F, F. c) F, V, V. d) V, V, V. e) V, F, V. Resposta A avaliação nutricional é o primeiro passo para o aconselhamento de atletas e/ou indivíduos fisicamente ativos sobre as estratégias alimentares mais adequadas, incluindo o uso de suplementos, se necessário. A avaliação dietética é a base da avaliação nutricional: Componentes antropométricos, bioquímicos, exames clínicos e fatores associados ao ambiente em que vive esse esportista (LARSON-MEYER, 2019). Avaliação do estado nutricional: protocolo clínico no esporte Avaliação Dietética Metodologias de avaliação dietética incluem métodos retrospectivos, como recordatório de 24 horas (R24h) e questionários de frequência alimentar (QFA), além de métodos prospectivos, que incluem registros alimentares (ou diários) e observação direta (por exemplo, em um centro de treinamento). Antropometria Medição de altura, massa (peso), perímetros corporais (cintura, quadril, coxa, panturrilha, bíceps) e espessura de gordura subcutânea (dobras cutâneas). Essencial em atletas que participam de esporte cuja categorização da faixa de peso é importante (como luta livre, judô, boxe, levantamento de peso, remo, hipismo), esportes gravitacionais (salto com vara, corrida de longa distância, salto em distância, ciclismo de estrada) e esportes estéticos (como ginástica artística e rítmica, e nado sincronizado). Exames Bioquímicos Alterações decorrentes dos exercícios: hemoconcentração da desidratação ou hemodiluição da expansão do volume plasmático associada ao treinamento de resistência ou aclimatação ao calor, eritrograma, entre outros. Nutrientes que possuem marcadores bioquímicos específicos incluem folato, ferro, magnésio, iodo e vitaminas A, B12, C e D. Avaliação Clínica A avaliação clínica envolve a coleta de uma história detalhada, um exame físico e a interpretação de sinais e sintomas que podem estar relacionados ao comprometimento do estado nutricional ou ingestão excessiva de nutrientes (GIBSON, 2005; LEE; NIEMAN, 2013). Avaliação de olhos, boca, lábios, língua, couro cabeludo, pescoço, mãos, unhas, pele, músculos e articulações avaliados quanto aos sinais de deficiência de nutrientes. Exame personalizado para o atleta individual e guiado por dados obtidos na dieta e avaliações bioquímicas (LITCHFORD, 2017). Informações sobre bem-estar geral, apetite, mastigação, deglutição, sensação gustativa, saúde gastrointestinal (náuseas, vômitos, regularidade intestinal, consistência das fezes), ciclo menstrual (em mulheres), padrões de sono e melhora metabólica/fisiológica percebida em resposta ao treinamento devem ser coletadas. Assinale a alternativa correta em relação à avaliação nutricional de atletas: a) A região acima do músculo do tríceps é utilizada para avaliar a reserva energética. b) Observando a face, a perda de massa magra pode ser observada principalmente em duas regiões: a suborbital e as bochechas. c) Para atletas e praticantes de atividade física, recomenda-se apenas a utilização de densitometria óssea para a análise da composição corporal. d) A circunferência da panturrilha é uma medida rápida, eficaz e muito utilizada para avaliação da perda de massa magra em jovens atletas. e) O recordatório alimentar é um instrumento de avaliação de consumo alimentar considerado rápido, barato e que não apresenta nenhuma limitação para ser utilizado com atletas. Interatividade Assinale a alternativa correta em relação à avaliação nutricional: a) A região acima do músculo do tríceps é utilizada para avaliar a reserva energética. b) Observando a face, a perda de massa magra pode ser observada principalmente em duas regiões: a suborbital e as bochechas. c) Para atletas e praticantes de atividade física, recomenda-se apenas a utilização de densitometria óssea para a análise da composição corporal. d) A circunferência da panturrilha é uma medida rápida, eficaz e muito utilizada para avaliação da perda de massa magra em jovens atletas. e) O recordatório alimentar é um instrumento de avaliação de consumo alimentar considerado rápido, barato e que não apresenta nenhuma limitação para ser utilizado com atletas. Resposta Uma dieta saudável ou um plano de refeições deve fornecer calorias adequadas para atingir as metas de peso corporal, prover nutrientes essenciais e manter a hidratação. Bom desempenho esportivo = ingestão dietética em equilíbrio (proteínas, carboidratos e gorduras) e a ingestão adequada de micronutrientes (vitaminas, minerais, água). (TUROCY et al., 2011) Recomendações nutricionais para a pessoa fisicamente ativa Determinação das necessidades calóricas totais: Harris-Benedict (BYRD-BREDBENNER et al., 2009) Taxa metabólica basal feminina = 655,1 + (9,6 x peso [kg]) + (1,9 x altura [cm]) - (4,7 x idade [anos]) + necessidades da atividade física Taxa metabólica basal masculina = 66,5 + (13,8 x peso [kg]) + (5 x altura [cm]) - (6,8 x idade [anos]) + necessidades da atividade física Necessidades da atividade física Sedentário (principalmente sentado): adicione 20-40% da TMB Atividade leve (sentar-se, ficar em pé, caminhar um pouco): adicione 55-65% da TMB Atividade moderada (em pé e algum exercício): adicione 70-75% da TMB Atividade pesada: adicione 80-100% da TMB Mifflin-St. Jeor (SEAGLE et al., 2009) TMB feminina = (10 x peso [kg] + (6,25 x altura [cm]) - (5 x idade [anos]) - 161 TMB masculina = (10 x peso [kg]) + (6,25 x altura [cm]) - (5 x idade [anos]) + 5 Fonte: Adaptado de: KATCH; MCARDLE, 1996. Gasto energético nas atividades esportivas: Fonte: Adaptado de: KATCH; MCARDLE, 1996. Atividade kcal/kg/min Atividade kcal/kg/min Basquete 0,138 Marchando a 3,2 km/h 0,051 Caminhada, na estrada de asfalto 0,080 Marchando a 4,0 km/h 0,063 Caminhada, na pista de grama 0,081 Marchando a 5,6 km/h 0,085 Caminhada, em campos e colinas 0,082 Natação (nado costas) 0,169 Karatê 0,202 Natação (nado peito) 0,162 Ciclismo: 8,8 km/h 0,064 Natação (nado crawl, braçadas rápidas) 0,128 Ciclismo: 15 km/h 0,100 Natação (nado crawl, braçadas rápidas) 0,156 Corrida 0,163 Squash 0,212 Futebol 0,138 Surfe 0,082 Ginástica 0,066 Tênis de mesa 0,068 Handebol 0,146 Tênis (recreação) 0,108 Judô 0,195 Tênis (competição) 0,146 Marcha rápida 0,142 Vôlei 0,050 Segundo a American Dietetic Association (ADA), 2009, o consumo diário de CHO por pessoas que se exercitam com regularidade deve ser de 55% a 60% do total de calorias ingeridas, e a quantidade diária de CHO ingerida por quilo de peso varia entre 5-7 gramas. Para os atletas de resistência e indivíduos que treinam intensamenteem dias sucessivos requerem de 60% a 75% do valor energético total, a fim de garantir aumento do rendimento, e a quantidade de CHO por quilo de peso corporal pode ser de até 12 g ou mais. (BURKE et al., 2001) Composição da energia consumida Ingestão de carboidratos: Fonte: Adaptado de: TUROCY et al., 2011, p. 324. Tipo de atividade Recomendação Armazenamento ideal de glicogênio por período único ou evento único 7-10 g/kg de peso corporal por dia Carboidrato para exercício de intensidade moderada ou intermitente >1h 0,5-1 g/kg de peso corporal por h (30-60 g/h) Recuperação diária e combustível para atleta aeróbico (1-3h de exercícios de moderada a alta intensidade) 7-10 g/kg de peso corporal por dia Recuperação diária e combustível para programa de exercícios extremos (>4-5h de exercício de moderada a alta intensidade) 10-12 g/kg de peso corporal por dia Ingestão necessária de proteína para sustentar adaptação metabólica, reparo, remodelação e turnover de proteínas, geralmente, varia entre 1,2-2,0 g/kg/dia. Maiores ingestões, entre 1,8-2,0 g/kg de peso corporal/dia, podem ser vantajosas na prevenção de perdas de massa magra por curtos períodos durante o treinamento intenso ou quando se reduz a ingestão energética (PHILLIPS; VAN LOON, 2011). Ingestão de proteínas recomendada: Fonte: Adaptado de: TUROCY et al., 2011, p. 325. Vale ressaltar que a ingestão excessiva de proteína, além dos requerimentos corporais, aumenta a necessidade de hidratação, sobrecarrega fígado, rins, e interfere na absorção de cálcio. Além disso, o excesso de proteína pode ser decomposto e usado como componentes de outras moléculas, incluindo a gordura armazenada (TUROCY et al., 2011). Tipo de atleta Recomendação Atletas de força 1,7-1,8 g/kg de peso corporal (máximo = 2 g) Atletas de resistência 1,2-1,4 g/kg de peso corporal População geral 0,8-1 g/g de peso corporal Vegetarianos 0,9-1 g/kg de peso corporal Ingestão recomendada de lipídios e micronutrientes: 20% a 25% do VET (AMERICAN COLLEGE OF…, 2000), sendo fortemente desaconselhada a ingestão menor do que 15%, sob risco de prejudicar o desempenho esportivo. Resumo dos principais efeitos ergogênicos e principais achados em relação às vitaminas: Nutriente Efeito ergogênico proposto Principais achados Vitamina A Constituinte da rodopsina (pigmento visual) e está envolvido na visão noturna. Alguns estudos sugerem que a suplementação de vitamina A pode melhorar a visão esportiva. Nenhum estudo mostrou melhora no desempenho com a suplementação. Vitamina D Aumenta a absorção de cálcio e promove o crescimento e mineralização óssea. A suplementação com Ca pode ajudar a prevenir a perda óssea em pacientes com osteoporose. A cossuplementação com Ca pode ajudar a prevenir a perda óssea em atletas suscetíveis à osteoporose. A suplementação de vitamina D não melhora o desempenho do exercício. Fonte: Adaptado de: KERKSICK et al., 2018. Nutriente Efeito ergogênico proposto Principais achados Vitamina E Como antioxidante, demonstrou ajudar a prevenir a formação de radicais livres durante o exercício intenso e prevenir a destruição de células vermelhas do sangue, melhorando ou mantendo o fornecimento de O2 aos músculos durante o exercício. Algumas evidências sugerem que pode reduzir o risco de doenças cardíacas ou diminuir a incidência de ataques cardíacos recorrentes. Numerosos estudos mostram que a suplementação de vitamina E pode diminuir o estresse oxidativo induzido por exercício e melhorar o desempenho em grandes altitudes. No entanto, na maioria dos estudos, a suplementação mostra-se sem efeitos no desempenho ao nível do mar. Vitamina K Importante na coagulação do sangue; há também algumas evidências de que pode afetar metabolismo ósseo em mulheres na pós-menopausa. A suplementação de vitaminas K (10 mg/d) em atletas de elite do sexo feminino tem aumentado a capacidade de ligação ao cálcio da osteocalcina e promoveu um aumento de 15-20% nos marcadores de formação óssea, e uma diminuição de 20-25% em marcadores de reabsorção óssea, sugerindo um melhor equilíbrio entre os ossos. Tiamina (B1) Coenzima na remoção de CO2 de reações descarboxílicas do piruvato para acetil-Coa; há teoria de que a suplementação melhora o limiar anaeróbio e o transporte de CO2. As deficiências podem diminuir a eficiência dos sistemas de energia. A disponibilidade dietética de tiamina não parece afetar a capacidade de exercício quando os atletas têm uma ingestão normal. Fonte: Adaptado de: KERKSICK et al., 2018. A atividade física aumenta a demanda energética, uma vez que o trabalho é proporcional aos equivalentes metabólicos gastos. Sobre atividade física e alimentação, analise as afirmativas a seguir: I. Os carboidratos são importantes para praticantes de exercícios físicos, pois, no estágio inicial do exercício, o metabolismo anaeróbio é ativado, e a proteína será a fonte energética predominante. II. Apenas a intensidade do exercício determina a participação dos lipídios como substrato energético. III. A proporção de lipídios na dieta de atletas deve ser maior que a recomendação para a população geral. IV. O aumento da necessidade proteica, advindo da atividade física, ocorre de maneira absoluta, variando de acordo com a modalidade praticada. V. As vitaminas lipossolúveis e hidrossolúveis não são fontes de energia para atividade física. Assim, a oferta de vitaminas para praticantes de exercícios físicos não constitui uma preocupação dietética. Interatividade É(são) verdadeira(s): a) Todas. b) Duas, apenas. c) Quatro, apenas. d) Uma, apenas. e) Três, apenas. Interatividade É(são) verdadeira(s): a) Todas. b) Duas, apenas. c) Quatro, apenas. d) Uma, apenas. e) Três, apenas. IV. O aumento da necessidade proteica, advindo da atividade física, ocorre de maneira absoluta, variando de acordo com a modalidade praticada. Resposta Referências CAPUTO, F. et al. Exercício aeróbio: Aspectos bioenergéticos, ajustes fisiológicos, fadiga e índices de desempenho. Rev. Bras. Cineantropom. Desempenho Hum., 2011. 11(1):94-102. GIBSON, R. S. Principles of nutritional assessment. 2. ed. New York: Oxford University Press, 2005. KERKSICK, C. M. et al. ISSN exercise & sports nutrition review update: research & recommendations. Journal of the International Society of Sports Nutrition, v. 15:38, n. 1, 2018. Disponível em: https://bit.ly/3qldomj. Acesso em: 9 nov. 2021. LEE, R.; NIEMAN, D. C. Nutritional assessment. 6. ed. New York: McGraw Hill; 2013. LITCHFORD M. D. Clinical: biochemical, physical and functional assessments. In: MAHAN, L. K.; RAYMOND, J. L. Krause’s. Food and the nutrition care process. Saint Louis: Elsevier, 2017. p. 98-121. LARSON-MEYER, D. E. Nutrition Assessment of the Athlete. Current Sports Medicine Reports, v. 18, n. 4, p. 105-108, abr. 2019. Disponível em: https://bit.ly/3nVoxra. Acesso em: 4 nov. 2021 MCARDLE, W. D.; KATCH, F. L.; KATCH, V. L. Nutrição para o esporte e o exercício. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2011. PHILLIPS, S. M.; VAN LOON, L. J. Dietary protein for athletes: from requirements to optimum adaptation. J Sports Sci., v. 29, n. 1, S29-38, 2011. Disponível em: https://bit.ly/3CHkYuJ. Acesso em: 4 nov. 2021 TUROCY, P. S. et al. National Athletic Trainers’ Association position statement: safe weight loss and maintenance practices in sport and exercise. Journal of athletic training, v. 46, n. 3, p. 322-336, 2011. WILMORE, J. H.; COSTILL, D. L. Basic energy systems. In: WILMORE, J. H.; COSTILL, D. L. Physiology of sport and exercise. Champaign: Human Kinetics, 1994. p. 92-121. Referências ATÉ A PRÓXIMA!
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