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문제 정의
- 따라서, 본 연구는 목질진흙버섯과 동충하초 투여가 최대 및 최대하부하의 유산소 운동 수행력에 미치는 영향을 관찰하고, 피로물질의 생성과 항산화 방어 능력향상에 미치는 영향을 조사하는데 그 목적이 있다.
- 본 연구는 인체를 대상으로 목질진흙버섯과 동충하초 투여 후 운동과 회복 중 피로유발 지연과 항산화 방어 효과를 규명하는데 목적이 있었다.
- 알려져 있지만, 암모니아 그 자체가 피로를 유발하는 요인으로서의 타당성 검증에 대해서는 아직도 불분명한 상태이다. 본 연구에서는 목질진흙버섯과 동충하초 투여가 운동시 암모니아 축적의 변화에 영향을 미쳤다고 할 수 있는 일관된 근거를 찾기가 힘들었다. 우선 목질진흙버섯 투여군에서 투여 전과 투여 후, 두가지 운동 형태 모두에서 운동종료와 회복시 암모니아 축적의 형태가 일정하게 나타나지 않아 강한 강도의 운동과 최대 하부하에서의 운동 중에 암모니아 축적의 생성근원을 분리하기가 힘들었고, 축적 수치도 서로 교차되는 양상을 보여 목질진흙버섯 투여 효과에 대한 근거가 되지 않는다고 할 수 있었다.
가설 설정
- 긍정적인 도움을 실제로 주진 못하였다. 즉, 목질진흙버섯이 생체 전 반의 생리작용을 활성화 시킨다는 연구와 목질진흙버섯이 함유된 풍부한 탄수화물(다당류)이 에너지 동원에 기여함으로써 운동 수행력을 증진시킬 수 있을 것이라는 연구가설을 실증할 결과를 얻을 수는 없었다. 또한, 동충하초가 약리적 특성면에서 생체기관 전반의 기능을 증대시켜주는 촉진작용에 기인하여, 지구력과 근력의 향상에 도움을 준다는 연구[2이, 그리고 동충하초에 함유된 풍부한 탄수화물이 지방대사의 전자역할로 지방산화를 촉진시켜 지구성 운동수행의 증진을 보였다는 연구들과 일치하지 않았다.
제안 방법
- 본 연구에 참여한 피험자들은 체육을 전공하고 있는 남자대학생 15명을 선발하였으며, 15명의 피험자들은 무작위로 목질진흙버섯 투여군 5명 동충하초 투여군 5명 그리고 위약 (placebo)군 5명으로 나누어 배정하였다. 피험자들의 신체적 특성은 Table 1과 같다.
- 최대산소섭취량(VCbmax)은 MedGraphics(USA)의 CPX (Cardio Pulmonary Exercise Test) System과 Quinton(USA) 의 Q65 트레드밀을 사용하여, Bruce protocol 방식으로 측정되었으며, 각 호흡시마다 1회 환기량, 산소섭취량, 이산화탄소 배출량, 호흡교환비율(RER), 분당 호흡수 등이 자동으로 측정되었다.
- 각 피험자들의 VChmax를 바탕으로 그에 따른 최대산소 섭취 량의 85%(VO2max 85%)를 산정하였고, 정확한 강도 추정을 위해 최대심박수의 85% 수치도 함께 산정 하였다.
- 체구성비의 측정은 전기 저항법에 의해서 측정되는Biodynamics (USA) Model 310의 Body Composition Analyzer를 이용하여 체지방율(체지방량(kg), 제지방량 (kg), 그리고 수분의 양(liter)을 측정하였다.
- 혈액은 21 gage needle을 이용하여 전완정맥(antecubital vein)에서 채혈하였으며, 투여 전과 투여 후 각각 두 가지 실험조건(VChmax, VO2max 85%)에서 안정시, 운동종료시, 회복 30분 등 각개인당 총 12회 채취하였다.
- GPX 활성은 Randox(UK) 의 RAN-CELL 시 약을 사용하여, Roche(Switzerland) 의 cobas MIRA를 이용한 UV 법으로 분석하였다. TAS는 Randox(UK)의 Total Antioxidant Status 시약을 사용하여, Hitachi(JAPAN)의 Hitachi 7150생화학 분석기에서 분석하였다.
- 목질진흙버섯 투여군, 동충하초 투여군, 그리고 위약 투여군 등 모든 그룹의 피험자들은 투여 전 VChmax와 VChmax 85% 측정을 실시하였다. 투여 전 테스트가 끝난 후, 모든 피험자들은 매일 실험실로 방문하여 6주간 해당 음료(목질진흙버섯, 동충하초, 그리고 위약) 100ml를 구강으로 섭취하였으며, 주말(일요일)에만 각자의 집에서 섭취하도록 하였다.
- 측정을 실시하였다. 투여 전 테스트가 끝난 후, 모든 피험자들은 매일 실험실로 방문하여 6주간 해당 음료(목질진흙버섯, 동충하초, 그리고 위약) 100ml를 구강으로 섭취하였으며, 주말(일요일)에만 각자의 집에서 섭취하도록 하였다. 6주간 투여 후 투여 전과 동일한 테스트(VChmax, VOjmax 85%)를 실시하여 목질진홁버섯, 동충하초와 위약의 6주간 투여 효능을 변인에 따라 분석하였다.
- 투여 전 테스트가 끝난 후, 모든 피험자들은 매일 실험실로 방문하여 6주간 해당 음료(목질진흙버섯, 동충하초, 그리고 위약) 100ml를 구강으로 섭취하였으며, 주말(일요일)에만 각자의 집에서 섭취하도록 하였다. 6주간 투여 후 투여 전과 동일한 테스트(VChmax, VOjmax 85%)를 실시하여 목질진홁버섯, 동충하초와 위약의 6주간 투여 효능을 변인에 따라 분석하였다.
- 항산화 효소중 하나인 GPX 이 외 에, 비효소적 항산화 물질의 함유 상태를 알아보기 위하여 TAS (total antioxidant status) 수준을 분석하였다. VOmax와 VChmax 85% 실험조건에서 안정시 운동종료시, 그리고 회복시 등 모든 운동 시기에서 목질진흙버섯과 동충하초 투여 전에 비해 투여 후 TAS 수준이 증가하였는데, 이러한 결과들은 목질진흙버섯이나 동충하초 투여로 인하여 운동에 따라 혈중 TAS 수준이 상승됨으로써 운동시 산화에 의한 조직손상의 방어체계가 강화될 수 있음을 의미한다고 할 수 있고, 회복시 높은 수준은 손상된 조직의 복구에 긍정적인 도움이 될 수 있음을 뜻한다고 본다.
- 본 연구는 인체를 대상으로 목질진흙버섯과 동충하초 투여 후 운동과 회복 중 피로유발 지연과 항산화 방어 효과를 규명하는데 목적이 있었으며, 남자 대학생 15명을 대상으로 목질진흙버섯 투여군(PL), 동충하초 투여군(CM), 그리고 위약 투여군(PB) 등 세 그룹으로 나누어 6주간 해당음료 IQQml/day 을 구강으로 투여하였고, 투여 전과 후 운동수행 에 따른 차이를 비교하였다. 분석결과 운동수행시간에는 차이가 없었지만, 운동수행에 따른 PL군과 CM군의 피로물질 축적이 부분적으로 감소됨을 보였으며, 지질과산화 생성량은 감소되었고, 항산화 효소 활성은 향상됨을 나타냈다.
- 혈중 젖산은 spectrophotomer를 사용하여 효소법으로 분석하였고, 혈중 무기인산은 Hitachi(JAPAN)의 Hitachi 747을 이용하여 U.V 방법으로 분석하였으며, 혈중 암모니아는 spectrophotometer를 사용하여 berthlot 반응을 알아보는 방법으로 분석을 시행하였다.
데이터처리
- 본 연구에서 얻은 자료는 SPSS 통계 package(v. 12.0)를 이용하여 기술 통계량으로 평균과 표준편차를 산출하였고, MDA와 GPX, TAS, 그리고 피로 물질들 등 종속변수들의 운동 형태 간, 운동시점간, 그리고 위약과 목질진흙버섯, 동충하초 투여방법간에 따른 차이를 비교하기 위해 반복측정자료의 다원배치 분산분석법(repeated measurement Multiway ANOVA)을 적용하여 분석하였으며, 사후검정은 Scheffe를 통하여 유의한 차이를 고찰하였다(p<.05).
이론/모형
- 혈중 MDA는 Oxis(USA)의 BIOXYTECH LPO-586 kit를 사용하여, spectrophotometer를 이용한 비색법으로 분석하였다. GPX 활성은 Randox(UK) 의 RAN-CELL 시 약을 사용하여, Roche(Switzerland) 의 cobas MIRA를 이용한 UV 법으로 분석하였다.
- GPX 활성은 Randox(UK) 의 RAN-CELL 시 약을 사용하여, Roche(Switzerland) 의 cobas MIRA를 이용한 UV 법으로 분석하였다. TAS는 Randox(UK)의 Total Antioxidant Status 시약을 사용하여, Hitachi(JAPAN)의 Hitachi 7150생화학 분석기에서 분석하였다.
성능/효과
- 비교하였다. 분석결과 운동수행시간에는 차이가 없었지만, 운동수행에 따른 PL군과 CM군의 피로물질 축적이 부분적으로 감소됨을 보였으며, 지질과산화 생성량은 감소되었고, 항산화 효소 활성은 향상됨을 나타냈다. 따라서, 목질진흙버섯과 동충하초는 임상치료 목적의 약리작용뿐만 아니라, 운동 시에너지 동원과 피로물질 제거, 그리고 조직의 항산화 방어 역량 향상에 효과가 있다고 사료된다.
- 분석결과 운동수행시간에는 차이가 없었지만, 운동수행에 따른 PL군과 CM군의 피로물질 축적이 부분적으로 감소됨을 보였으며, 지질과산화 생성량은 감소되었고, 항산화 효소 활성은 향상됨을 나타냈다. 따라서, 목질진흙버섯과 동충하초는 임상치료 목적의 약리작용뿐만 아니라, 운동 시에너지 동원과 피로물질 제거, 그리고 조직의 항산화 방어 역량 향상에 효과가 있다고 사료된다.
- 운동 수행 력의 변화는 Table 2에 나타난 것과 같이 VChmax 테스트의 경우, 위약군(PB)과 목질진흙버섯 투여군(PL), 동충하초 투여군(CM) 모두 투여 전과 후의 차이가 거의 나타나지 않았으며, VO2max 85% 테스트시 CM군은 거의 차이가 없었으며, PB군의 경우, 투여 전에 비해 1분52초 연장되었고, PL 군도 1분 21초 연장되었으나 통계적으로 유의한 차이는 없었다 (p>.05). 따라서, 목질진흙버섯이나 동충하초 투여에 따라 최대와 최대하부하 운동 수행 력 향상은 두드러 지게 나타나지 않았다고 본다.
- 05). 따라서, 목질진흙버섯이나 동충하초 투여에 따라 최대와 최대하부하 운동 수행 력 향상은 두드러 지게 나타나지 않았다고 본다.
- 투여 전·후 비교에서 운동종료와 회복 시 CM 투여군의 수치가 감소되었으나, 통계적인 차이는 없었다. 투여 후 그룹 간 차이를 비교한 결과, 운동종료 시 CM 투여군이 가장 낮았으며, VGmax 85% 테스트에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<.
- 감소되었으나, 통계적인 차이는 없었다. 투여 후 그룹 간 차이를 비교한 결과, 운동종료 시 CM 투여군이 가장 낮았으며, VGmax 85% 테스트에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<.05)(Table 3).
- 투여 전·후 비교에서 운동종료와 회복 시 VChmax 테스트에서 PL과 CM 투여군의 수치가 감소했으나, 통계적인 차이는 없었다. 투여 후 그룹간 차이를 비교한 결과, 운동 종료 시 VOmax 테스트에서 PL과 CM 투여군이 PB 투여군에 비해 낮은 수치를 보였으나, 통계적으로 유의한 차이는 보이지않았다(Table 3).
- 없었다. 투여 후 그룹간 차이를 비교한 결과, 운동 종료 시 VOmax 테스트에서 PL과 CM 투여군이 PB 투여군에 비해 낮은 수치를 보였으나, 통계적으로 유의한 차이는 보이지않았다(Table 3).
- 투여 전·후 비교에서 운동종료와 회복 시 VChmax 테스트에서 PL과 CM 투여군의 수치가 증가하였으나 통계적인 차이는 없었으며, VO2max 85% 테스트에서 PL 투여군은 감소된 반면, CM 투여군은 증가하였으나 역시 통계적으로 유의한 차이는 나타나지 않았다. 투여 후 운동종료 시 그룹 간 차이는 PL 투여군의 수치가 가장 낮게 나타났고, 회복 시에는 CM 투여군의 수치가 가장 낮게 나타났지만 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다(Table 3).
- 차이는 나타나지 않았다. 투여 후 운동종료 시 그룹 간 차이는 PL 투여군의 수치가 가장 낮게 나타났고, 회복 시에는 CM 투여군의 수치가 가장 낮게 나타났지만 통계적으로 유의한 차이는 보이지 않았다(Table 3).
- 투여 전 후 비교에서 운동종료 시 두 가지 테스트에서 PL 투여군의 수치가 감소되었으나 통계적인 차이는 나타나지 않았다. 투여 후 운동종료 시 그룹간 차이는 VO2max 테스트에서는 PL 투여군이, VChmax 85% 테스트에서는 CM 투여군이 가장 낮게 나타났으나 통계적으로 유의한 차이는
- 투여 전·후 비교에서 운동종료 시 VO2max 테스트에서 PL과 CM 투여군 수치의 차이는 거의 나타나지 않았으나, VO2max 85% 테스트에서 PL과 CM 투여군 모두 약간 증가되었지만 통계적인 차이는 없었다. 회복 시 두 가지 테스트에서 PL 투여군 수치가 모두 증가되었으나 통계적인 유의한 차이는 나타나지 않았다.
- 통계적인 차이는 없었다. 회복 시 두 가지 테스트에서 PL 투여군 수치가 모두 증가되었으나 통계적인 유의한 차이는 나타나지 않았다. 투여 후 운동종료 시와 회복 시 두 가지 테스트 모두에서 PL 투여군의 수치가 가장 톺게 나타났지만 통계적인 차이는 보이지 않았다(Table 4).
- 회복 시 두 가지 테스트에서 PL 투여군 수치가 모두 증가되었으나 통계적인 유의한 차이는 나타나지 않았다. 투여 후 운동종료 시와 회복 시 두 가지 테스트 모두에서 PL 투여군의 수치가 가장 톺게 나타났지만 통계적인 차이는 보이지 않았다(Table 4).
- 투여 전·후 비교에서 운동종료 시와 회복 시 두 가지 테스트 모두에서 PL과 CM 투여로 TAS 함량이 증가되었지만 통계적으로 유의한 차이는'발견할 수 없었다(Table 4).
- 젖산 축적의 증가라고 할 수 있다[8]. 투여 전과 투여 후 운동 종료 시 VO2max 85% 테스트 조건에서 CM군의 수치가 유의하게 감소되었는데, 이것은 동충하초의 젖산 축적 감소와 관련된 효능이라고 할 수 있다. 즉, 투여된 동충하초의 신진대사 촉진 효과가 운동과 휴식시 빠른 CP(creatine phosphate)^ 재합성 과정을 가속화시키고, 합성된 CP가 ATPt 재합성하는 과정에서 수소이온의 고정 효과를 가져와 체내의 산성화를 막고 운동과 회복시 젖산과 같은 피로물질 제거에 긍정적인 역할을 한다고 볼 수 있다[22].
- 그러나 과도한 무기인산의 축적은 근 수축력을 위한 cross-bridge의 비율 감소와 칼슘에 대한 민감성을 감소시키게 되고, 결과적으로 근수축에 의한 힘의 발현을 감소시키는 결과를 초래하게 되는 생리적 기전을 가지고 있다. 본 연구 결과, 운동종료와 회복시 VO2max 실험조건에서의 무기 인산 수치가 VO2max 85%보다 높은 수치를 보였는데, 이러한 결과는 최대강도 운동시 단시간에 -에너지 발현을 위한 ATP와 CP의 가수분해가 왕성하게 일어났기 때문이라고 할 수 있다. 목질진흙버섯과 동충하초 투여에 따른 무기인산 축적 감소의 효과를 입증하기 위한 분석에서, 세 그룹 모두에서 통계적인 유의한 차이가 나타나지 않았던 사실을 근거로 무기 인산 축적 감소에 동충하초 투여의 효과적인 영향은 없었던 것으로 사료된다.
- 본 연구 결과, 운동종료와 회복시 VO2max 실험조건에서의 무기 인산 수치가 VO2max 85%보다 높은 수치를 보였는데, 이러한 결과는 최대강도 운동시 단시간에 -에너지 발현을 위한 ATP와 CP의 가수분해가 왕성하게 일어났기 때문이라고 할 수 있다. 목질진흙버섯과 동충하초 투여에 따른 무기인산 축적 감소의 효과를 입증하기 위한 분석에서, 세 그룹 모두에서 통계적인 유의한 차이가 나타나지 않았던 사실을 근거로 무기 인산 축적 감소에 동충하초 투여의 효과적인 영향은 없었던 것으로 사료된다.
- 본 연구에서는 목질진흙버섯과 동충하초 투여가 운동시 암모니아 축적의 변화에 영향을 미쳤다고 할 수 있는 일관된 근거를 찾기가 힘들었다. 우선 목질진흙버섯 투여군에서 투여 전과 투여 후, 두가지 운동 형태 모두에서 운동종료와 회복시 암모니아 축적의 형태가 일정하게 나타나지 않아 강한 강도의 운동과 최대 하부하에서의 운동 중에 암모니아 축적의 생성근원을 분리하기가 힘들었고, 축적 수치도 서로 교차되는 양상을 보여 목질진흙버섯 투여 효과에 대한 근거가 되지 않는다고 할 수 있었다.
- 하지만, 투여 후 회복시 CM군 수치가 운동종료에 비해 통계적으로 유의한 차이를 보이며 감소된 결과를 보였다. 이러한 결과는 운동 후 회복시 동충하초 투여로 암모니아 생성경로인 AMP에서 IMP로 전환 과정에서 동충하초의 신진대사촉진 효과는 CP의 재합성을 증가시켜 ATP 교환비율을 증가시킴으로써, ADP와 AMP의 축적을 감소시킬 수 있는 세포 환경 조건을 만들어, PNC를 통한 암모니아 생성이 감소될수 있는 잠재적 역량을 부가할 수 있다고 보며, 따라서, 동충하초 투여는 운동시 과다하게 축적된 암모니아를 회복시에 효과적으로 제거해줌으로써 휴식기 피로회복에 긍정적인 효과를 줄 수 있다고 사료된다.
- 이러한 결과는 운동 후 회복시 동충하초 투여로 암모니아 생성경로인 AMP에서 IMP로 전환 과정에서 동충하초의 신진대사촉진 효과는 CP의 재합성을 증가시켜 ATP 교환비율을 증가시킴으로써, ADP와 AMP의 축적을 감소시킬 수 있는 세포 환경 조건을 만들어, PNC를 통한 암모니아 생성이 감소될수 있는 잠재적 역량을 부가할 수 있다고 보며, 따라서, 동충하초 투여는 운동시 과다하게 축적된 암모니아를 회복시에 효과적으로 제거해줌으로써 휴식기 피로회복에 긍정적인 효과를 줄 수 있다고 사료된다.
- 본 연구결과, 그룹간 투여 후 MDA 생성 차이 비교에서 VOmax와 VChmax 85% 실험조건에서 운동종료시 통계적인 차이는 없었지만, PB군에 비해 PL과 CM군이 낮은 수준을 나타내었다. 이러한 결과는 목질진흙버섯 내 S-glucan 이 함유된 풍부한 다당류가 지질과산화 생성을 효과적으로 억제시킬 수 있었다는 선행연구[13]와 일치되는 것이다.
- 있다[7]. 본 연구의 실험결과, 통계적인 차이는 없었지만, 두 가지 운동 형태 모두 운동종료시 GPX 활성수준은 안정시에 비해서 낮은 수치를 보였는데, 이러한 결과는 운동에 의해 GPX 활성이 변화되지 않거나, 혹은 감소했다는 선행연구들 [4, 19] 의 보고와 일치되는 것이지만, GPX 활성은 강한 강도의 운동 시 증가한다는 연구들과는 서로 상반된 결과를 나타내었다.
- GPX 활성에 대한 목질진흙버섯과 동충하초 투여 효과를 알아보기 위한 분석에서, 두 가지 운동형태 모두에서 혈중 GPX 활성은 목질진흙버섯과 동충하초 투여 후 운동종료시, 위약투여보다 높은 수준을 보인 것으로 나타났으며, 투여 전후 비교에서 PL군이 운동종료와 회복시 모두 감소되었다. 이러한 결과는 운동시 GPX 활성이 마이토콘드리아와 세포질로부터 유해산소로 인한 지질과산화를 제거하여 조직손상을 방어하는데 유용할 것이라는 점이다.
- 수준을 분석하였다. VOmax와 VChmax 85% 실험조건에서 안정시 운동종료시, 그리고 회복시 등 모든 운동 시기에서 목질진흙버섯과 동충하초 투여 전에 비해 투여 후 TAS 수준이 증가하였는데, 이러한 결과들은 목질진흙버섯이나 동충하초 투여로 인하여 운동에 따라 혈중 TAS 수준이 상승됨으로써 운동시 산화에 의한 조직손상의 방어체계가 강화될 수 있음을 의미한다고 할 수 있고, 회복시 높은 수준은 손상된 조직의 복구에 긍정적인 도움이 될 수 있음을 뜻한다고 본다.
- 결과를 종합하면, 6주간의 목질진흙버섯과 동충하초 투여로 운동 중 일부 실험조건에서 젖산, 무기인산, 그리고 암모니아 등 피로물질들의 과다한 축적을 방지할 수 있었으며, 운동 후 회복시 축적된 피로물질들을 효과적으로 감소시켜줌으로써 최대하부하 이상의 운동강도로 운동하는 동안 피로물질의 제거와 운동수행 향상에 일부 긍정적인 효과가 있었고, 운동 후 회복기 동안 피로회복에 효능을 지닌 식품이라는 결과도 얻었다. 그리고, 목질진흙버섯과 동충하초 투여는 운동에 따른 GPX 활성과 TAS 수준의 상승과 MDA 생성의 감소를 일으키면서 운동 중 조직의 산화적 변형을 억제시킬 수 있는 탁월한 항산화 방어능력을 보였다.
- 결과도 얻었다. 그리고, 목질진흙버섯과 동충하초 투여는 운동에 따른 GPX 활성과 TAS 수준의 상승과 MDA 생성의 감소를 일으키면서 운동 중 조직의 산화적 변형을 억제시킬 수 있는 탁월한 항산화 방어능력을 보였다.
- 따라서, 목질진흙버섯과 동충하초는 임상적인 처치 목적의 약리적 효과 이외에, 에너지 동원과 피로물질 제거 측면에서 효과적이라고 볼 수 있으며, 조직의 산화와 항산화 체계의 항상성 유지에 효력을 지니는 생약이라 결론 내릴 수 있다.
후속연구
- 또한, 동충하초가 약리적 특성면에서 생체기관 전반의 기능을 증대시켜주는 촉진작용에 기인하여, 지구력과 근력의 향상에 도움을 준다는 연구[2이, 그리고 동충하초에 함유된 풍부한 탄수화물이 지방대사의 전자역할로 지방산화를 촉진시켜 지구성 운동수행의 증진을 보였다는 연구들과 일치하지 않았다. 물론, 본 연구결과 만으로 운동 수행력 향상에 있어 목질진흙버섯이나 동충하초 투여 효과 여부를 단정 지을 수 없으며, 확실한 운동수행에 대한 효과를 입증하기 위해서는 목질진흙버섯과 동충하초 추출성분의 투여량과 운동의 형태, 피험자의 훈련정도, 그리고 투여시 다른 음식물이나 신체활동 등을 고려한 다양한 차원에서의 연구가 요구된다고 할 수 있다.
- 이러한 결과는 운동시 GPX 활성이 마이토콘드리아와 세포질로부터 유해산소로 인한 지질과산화를 제거하여 조직손상을 방어하는데 유용할 것이라는 점이다. GPX 활성이 증가되는 기전에는 항산화 방어 단백질 발현 유도 기전에 의한 원인과 cellular guanylate cyclase 자극에 의한 cGMP 농도 상승의 결과[24]라는 이론들이 제시되고 있지만, 목질진흙버섯과 연관된 생화학적 기전 제시는 연구되어야할 과제로 본다.
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