Scheda 1 INTRODUZIONE ALLA...

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Progetto cofinanziato dal Piano straordinario per il lavoro in Sicilia: opportunità giovani - Priorità 3: Formazione giovani Anno Formativo 2013-2014 - Progetto Occupazione - Corso Consulente d'Immagine/Acconciatore - Sede Alcamo

Modulo didattico: Fisiologia Anatomia Dermatologia Dispensa a cura del formatore: Dott. Mario Giurlanda - [email protected] - www.promarioonline.altervista.org

Scheda 1

INTRODUZIONE ALLA CITOLOGIA La biologia, che significa "studio della vita", si occupa degli organismi viventi . Un essere vivente per definirsi tale deve avere: � organizzazione cellulare: formati, cioè, da piccolissime unità

biologiche chiamate cellule. L'uomo è costituito da una miriade di cellule protagoniste delle diverse attività vitali capacità di organizzazione strutturale;

� sensibilità: capacità di reagire ai diversi stimoli dell'ambiente; � metabolismo: capacità di scambiare continuamente sostanze con

l'ambiente che sta attorno tramite processi di digestione, assimilazione, escrezione, respirazione, ecc.;

� movimento: capacità di spostare l'intero corpo o sue parti; � riproduzione: capacità di generare nuovi esseri viventi simili ai

genitori; � morte: fase finale in cui cessano le diverse funzioni vitali e a cui segue la decomposizione della sostanza organica. La citologia è quella scienza che studia la cellula caratteristiche, struttura, ecc. Gli organismi viventi si possono classificare in vario modo:

IN BASE AL NUMERO DELLE CELLULE DA CUI È FORMATO

IN BASE ALLA ORGANIZZAZIONE CELLULARE

IN BASE AL MATERIALE CHE UTILIZZANO PER ALIMENTARSI

� unicellulari: formati da una

singola cellula (ad esempio, batteri, protozoi ed alcuni funghi).

� pluricellulari: formati da molte, moltissime cellule che si associano in gruppi e si specializzano per provvedere allo svolgimento delle diverse funzioni vitali.

� procarioti: organizzazione cellu-

lare molto elementare, sono di questo tipo i batteri;

� eucarioti: organizzazione cellu-lare molto complessa e ben specializzata, sono di questo tipo i protozoi, le piante e gli animali;

� autotrofi: usano materiale

inorganico per costruirsi, da soli, il nutrimento e l'energia di cui necessitano; sono di questo tipo i vegetali e alcuni batteri;

� eterotrofi: usano per vivere e ricavare energia, sostanze organiche già elaborate da altri organismi (animali e gran parte dei batteri

Le dimensioni di una cellula sono molto piccole e variano da pochi micron a qualche decina di micron. Un micron e equivale a 1 millesimo di millimetro. La forma di una cellula varia a secondo dell’organo di cui fa parte. Può avere una forma appiattita (cellula della pelle), molto allungata (cellule muscolari) oppure ramificata (cellule nervose).

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STRUTTURA DELLA CELLULA (1) Una cellula è composta essenzialmente da 3 parti: 1. MEMBRANA CELLULARE 2. CITOPLASMA 3. NUCLEO STRUTTURA DELLA MEMBRANA CELLULARE La membrana cellulare rappresenta quella struttura che separa la cellula dall’ambiente esterno e ne regola l’ingresso e l’uscita delle sostanze un pò come i muri di una casa che separano l’esterno con l’interno e regolano, con le porte e le finestre. l’entrata e l’uscita di persone, aria, materiali ecc. La membrana cellulare è fatta, soprattutto da lipidi (sostanze grasse) e proteine. Le molecole lipidiche hanno una caratteristica particolare: presentano una parte idrofoba (non si lega con l’acqua) e una parte idrofila (si lega facilmente con l’acqua). I lipidi sono disposti in un doppio starato con la parte idrofila (testa) verso l’esterno e l’interno della cellula, mentre la parte idrofoba (coda) si trova all’interno della membrana. Le proteine si trovano fra i lipidi e, se attraversano tutta la membrana sono dette proteine intrinseche, mentre se non attraversano la membrana, ma si trovano solo sulla parte esterna sono dette proteine estrinseche. Per quanto detto le sostanze liposolubili (cioè che si sciolgono facilmente nei grassi) attraversano la membrana cellulare molto facilmente, mentre al passaggio delle sostanze idrosolubili (cioè che si sciolgono facilmente nell’acqua) è assicurato dai pori idrofili che sono rivestiti di proteine (proteine intrinseche). Oltre alla funzione di scambi di materiale la membrana cellulare svolge anche: 1. funzioni di superficie di comunicazione, permettendo sia lo scambio di informazioni tra l'ambiente esterno ed

interno 2. funzione di supporto strutturale, in quanto assicura e

mantiene la forma della cellula CARATTERISTICHE E FUNZIONI DEL CITOPLASMA Si definisce citoplasma quella parte della cellula compresa fra la membrana cellulare e il nucleo. Si presenta come una sostanza gelatinosa, trasparente ed in continuo movimento. Esso è formato essenzialmente di acqua, Sali e altre molecole organiche. Nel citoplasma si distinguono: una sostanza fondamentale e gli organuli citoplasmatici.

(continua nella scheda successiva)

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STRUTTURA DELLA CELLULA (2) (Segue dalla scheda precedente

CARATTERISTICHE E FUNZIONI DEL CITOPLASMA Nel citoplasma si svolge una intensa attività chiamata metabolismo cellulare, ossia una continua trasformazione di natura chimica dei materiali contenuti. Gli organuli cellulari contenuti nel citoplasma svolgono precise funzioni molto importanti per la vita cellulare. Potrebbero essere paragonati agli organi del corpo umano. Queste struttura sono talmente piccole da risultare invisibili al microscopio ottico.

ORGANULI CELLULARI FUNZIONE SVOLTA

Apparato del Golgi Rielaborazione e secrezione di sostanze

Centrioli Importanti per la divisione cellulare

Lisosomi Digestione delle sostanze di scarto

Microtubuli - Microfilamenti Sostegno (scheletro)

Mitocondri Produzione di energia

Reticolo endoplasmatico Trasporto di macromolecole

Ribosomi Sintesi delle proteine

ORGANULI CELLULARI L'apparato del Golgi è stato scoperto nel 1898 dal medico Camillo Golgi. Esso è formato da cisterne membranose appiattite, impilate le une sulle altre, la cui funzione è la produzione di sostanze varie, infatti l’apparato del Golgi è particolarmente sviluppato nelle cellule secretrici come il pancreas.


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CARATTERISTICHE E FUNZIONI DEL CITOPLASMA I centrioli sono 2 piccoli organelli a forma tubolare posti vicino al nucleo. Essi svolgono una importantissima funzione durante la riproduzione cellulare o divisione. I lisosomi sono di forma tondeggiantee, in base al tipo di cellula possono essere più o meno numerosi. Essi contengono delle sostanze dette enzimi litici aventi funzione digestiva, cioè di scomposizione di sostanze che penetrano dall’esterno della cellula, oppure di scomposizione di parti cellulari non più utilizzate, oppure ancora scomposizione di detriti cellulari. I poche parole i lisosomi sono gli operatori ecologici della cellula. I microtubuli sono sparti per tutto il citoplasma. La lora è una funzione di sostegno ossia formano il citoscheletro che sostiene e da forma alla cellula.

I mitocondri sono considerati la centrale di energia per la cellula. Hanno una forma allungata e presentano una doppia membrana. Quella esterna è lisci, mentre quella interna presenta dei ripiegamenti detti creste mitocondriali. Fra le creste è presente una sostanza detta matrice. I mitocondri sono molto numerosi nelle cellule facenti parte di organi in cui viene consumata molta energia come le cellule muscolari. I mitocondri in presenza di ossigeno O2 demoliscono sostanze come zuccheri o grassi liberando energia e anidride carbonica CO2 e acqua H2O. All’interno dei mitocondri avviene, dunque la cosiddetta respirazione cellulare. Il reticolo endoplasmatico è

composta da una serie di tubuli e cisterne intercomunicanti fra di loro e delimitate da membrane. Se sulla superficie del reticolo endoplasmatico sono presenti dei ribosomi si tratta di reticolo endoplasmatico granulare (o rugoso) oppure se i ribosomi non sono presenti si tratta di reticolo endoplasmatico liscio. La sua funzione è quella della sintesi delle macromolecole e del loro trasporto all’interno della cellula. Il reticolo endoplasmatico granulare è molto sviluppato in quelle cellule aventi una grande attività di produzione di proteine (per esempio nei produttori di anticorpi), mentre il reticolo endoplasmatico liscio è sviluppato nelle cellule produttrici di ormoni. I ribosomi sono organelli di forma tondeggiante divisi in 2 parti una più grande e una più piccola, Sono formati da proteine e RNA (Acido RiboNucleico) e sono responsabili della sintesi (costruzione) delle proteine.


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IL NUCLEO: STRUTTURA E FUNZIONI Posto più o meno nella parte centrale della cellula, il nucleo ne rappresenta la parte più importante. Esso è separato dal citoplasma da una doppia membrana provvista di pori che consentono gli scambi nucleo-citoplasma e viceversa. IL nucleo è formato da un nucleolo a forma sferica e dal succo nucleare, una sostanza vischiosa che contiene altri componenti fa cui, importantissimi, i cromosomi formati da filamenti di DNA (DeossiriboNucleic Acid o acido deossiribonucleico) e responsabili della trasmissione dei caratteri ereditari. Il nucleo può essere paragonato ad un centro direzionale in quanto dirige e regola tutte le funzioni cellulari come la sintesi delle proteine e la divisione cellulare. STRUTTURA E FUNZIONI DEL DNA Il DNA è una lunghissima molecola (nell’uomo 1.700.000 Km circa) formata da 2 filamenti avvolti a spirale (doppia elica) formata da: 1. gruppi fosfati (contenenti fosforo P) 2. deossiribosio (uno zucchero) 3. 4 basi azotate (cioè contenenti azoto N)

a. Adenina b. Timina c. Citosina d. Guanina

La struttura, cosiddetta a doppia elica, vede nella parte esterna, che rappresenta il sostegno; i gruppi fosfati e il deossiribosio (zucchero), mentre nella parte interna le basi azotate che si legano sempre alla in coppia: Adenina con Timina e Citosina con Guanina. Prima della duplicazione di ogni cellula le due catene si aprono e se ne formano altre due nuove sempre rispettando il legami A-T e C-G, generando alla fine, due doppie eliche esattamente uguali. La sequenza di basi azotate rappresenta un sistema di codifica detto codice genetico che definisce le caratteristiche morfologiche (come è costituito) e fisiologiche (come funziona) di ogni organismo. I definitiva il DNA ordina ai diversi componenti cellulari cosa fare o cosa non fare. Ogni parte avente una funzione precisa è detto gene ed è responsabile di ogni particolare dell’organismo. Per comunicare con l’esterno del nucleo il DNA utilizza un'altra molecola l’RNA (RiboNucleic Acid o Acido RiboNucleico) simile al DNA da cui differisce per le seguenti caratteristiche: 1. ribosio invece che deossiribosio 2. uracile invece che timina 3. disposizione a catena singola invece che doppia Quando il DNA deve comunicare con gli organi cellulari (per la sintesi delle proteine), si apre momentaneamente la doppia elica in modo che di possa formare una catena di RNA sempre con la regola dei legami fissi C-G e A-U (come detto prima, l’uracile sostituisce la Timina nell’RNA). Questa catena di RNA che si forma, riguarderà solo una parte di tutto il DNA, cioè quella parte del gene che determina la funzione specifica da attivare in quel momento. Questa formazione, di RNA derivata da una parte di DNA, si chiama trascrizione. L’RNA trascritto esce dal nucleo e va nel citoplasma dove avverrà la traduzione, cioè l’interpretazione delle informazioni contenute nel gene da cui si è originato.


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I CROMOSOMI Sono delle strutture a bastoncino molto evidenti durante la divisione cellulare. Ogni cromosoma è diviso in 2 cromatidi uniti tramite il centromero. Strutturalmente un cromosoma è formato da proteine e DNA (geni) e, pertanto, ogni cromosoma è responsabile dei caratteri ereditari (colore dei capelli, degli occhi, forma del viso, ecc.). Il numero di cromosomi è costante negli individui della stessa specie, nelle cellule umane sono presenti 46 cromosomi di cui 23 derivati dalla madre e 23 derivati dal padre. Qualsiasi variazione di numero o struttura dei cromosomi provoca danni e alterazioni più o meno gravi all’organismo. Ad esempio la sindrome di Down (mongolismo) è dovuta alla presenza di un terzo cromosoma 21 (trisomia del cromosoma 21). Delle 23 coppie di cromosomi umani, le prime 22 sono dette autosomi, mentre la ventitreesima o eterocromosomi è responsabile della determinazione del sesso. In particolare nella donna la coppia di eterocromosomi presenta due cromosomi uguali (X-X) mentre nell’uomo la coppia di eterocromosomi presenta due cromosomi diversi (X-Y).

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DIVISIONE E FISIOLOGIA CELLULARE La maggior parte delle cellule del nostro organismo è soggetta ad un continuo rinnovo, risulta perciò necessaria anche una continua riproduzione cellulare. In base all'attività riproduttiva, le cellule degli organismi superiori sono classificate in: labili, stabili, perenni. LABILI: Presentano una vita breve e perciò è necessaria la continua formazione di cellule nuove che vadano a

rimpiazzare quelle che muoiono o che sono eliminate dall'organismo (continuo rinnovo cellulare). Alcuni esempi di cellule labili sono i globuli rossi (vita media circa 120 gg.), gli spermatozoi, i cheratinociti (cellule della pelle), ecc.

STABILI: Si moltiplicano continuamente solo durante l'accrescimento, per poi rallentare anche di parecchio il loro ritmo di divisione. Esempi tipici sono le cellule ghiandolari (fegato, pancreas, salivari), le cellule connettivali, ecc. Queste cellule però hanno la capacità di riacquistare la loro attività mitotica in casi particolari (ad esempio per la rigenerazione epatica).

PERENNI: Sono molto differenziate e perdono presto la capacità di dividersi, il loro numero tende perciò a diminuire con l'età; quelle che invece sopravvivono hanno una vita molto lunga che può coincidere con quella dell'individuo. Esempi sono le cellule nervose.

Tutte le cellule dell’organismo si riproducono per mitosi; le cellule germinali (uova e spermatozoi), invece, si riproducono per meiosi LA MITOSI Nella prima fase si ha una duplicazione dei cromosomi, successivamente la cellula comincia a dividersi mentre i cromosomi si dirigono verso le due parti in divisione ottenendo cosi, alla fine della divisione due cellule figlie aventi la stessa quantità di materiale genetico. Molto abbondanti sono le mitosi le possiamo che si svolgono nelle cellule dell'epidermide soggette più di altre ad un rapido rinnovo per desquamazione e piccole ferite. LA MEIOSI Processo un po' speciale di divisione (è una doppia divisione cellulare preceduta da una sola duplicazione del DNA) che si verifica nelle gonadi (ovaio e testicolo) durante la maturazione delle cellule germinali e che ha come risultato la formazione di cellule con la metà del numero di cromosomi della cellula madre: 23 nel caso dell’organismo umano. FISIOLOGIA CELLULARE Con il termine metabolismo si intende l'insieme di tutte attività che svolge la cellula e che sono indispensabili per la sua sopravvivenza e la sua riproduzione. Specifici enzimi controllano lo svolgimento di queste reazioni che si distinguono in:

• catabolismo: tutti i processi di demolizione che portano alla produzione di energia.

• anabolismo: energia e prodotti demoliti sono utilizzati nuovamente per la costruzione di nuove sostanze.

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Scheda 8

I TESSUTI (1) L’organismo umano è formato da cellule tutte figlie dello zigote cioè la cellula uovo fecondata dallo spermatozoo. Ogni cellula, pertanto, possiede lo stesso patrimonio genetico. Allora, come mai una cellula sanguigna risulta profondamente diversa di una cellula ossea o di una cellula nervosa? Una semplice spiegazione si può trovare nel fatto che fra in due cellule diverse si sono manifestate informazioni genetiche diverse. Questa particolare differenziazione nella manifestazione del materiale genetico va sotto la definizione di differenziamento cellulare. In particolare questa differenziazione o diversità di manifestazione delle informazioni genetiche comincia a manifestarsi già dalla prime fasi della formazione dell’embrione. Nell’embrione le numerose cellule si dispongono in tre strati o foglietti embrionali da cui deriveranno i diversi tessuti e quindi i diversi organi dell’organismo umano. In particolare: 1. ectoderma: da cui si formerà il tessuto nervoso e il tessuto epiteliale con

tutti gli annessi 2. mesoderma: da cui si formerà il tessuto connettivo, il tessuto osseo, tessuto

muscolare, vie urogenitali e sistema circolatorio 3. endoderma: da cui si formeranno le mucose, la via gastro-intestinale e

relative ghiandole le vie respiratorie e della vescica urinaria. Da quanto detto risulta chiaro che pur contenendo tutte le informazioni genetiche, le cellule del corpo umano non sono esattamente uguali, ma differiscono per proprietà strutturali e funzionali. Le cellule, inoltre, non sono distribuite a caso nel nostro organismo, ma cellule simili per struttura e funzione tendono a riunirsi insieme a formare i tessuti. E’ possibile classificare i tessuti dell’organismo umano in: 1. tessuto epiteliale; 2. tessuto connettivo; 3. tessuto muscolare; 4. tessuto nervoso. TESSUTO EPITELIALE È costituito da cellule di forma regolare e quasi geometrica, che aderiscono le une alle altre. Le cellule che costituiscono il tessuto epiteliale svolgono funzioni di rivestimento, di secrezione e sensoriale. Nei vertebrati questo tessuto costituisce, in particolare, il rivestimento interno ed esterno della maggior parte delle superfici corporee. In qualunque posto si trovino, i tessuti epiteliali sono separati dai sottostanti mediante una membrana basale non cellulare, di natura fibrosa. L'epitelio, a differenza del connettivo sottostante, non è vascolarizzato.


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Scheda 9

I TESSUTI (2) (Segue dalla scheda precedente TESSUTO EPITELIALE Gli epiteli si possono classificare in: 1. epiteli di rivestimento si classificano in base alla forma delle loro cellule

ed alla loro disposizione in uno o più strati. Tra gli epiteli di rivestimento sono molto diffusi nel nostro organismo gli epiteli pavimentosi formati da cellule molto appiattite. Esiste un epitelio pavimentoso semplice (che si trova per esempio nel peritoneo) e un epitelio pavimentoso stratificato molto più comune : esso forma infatti lo strato esterno della pelle. La parte mediana del tubo digerente (un tratto dell'esofago, lo stomaco e buona parte dell'intestino) è rivestita invece da epitelio cilindrico semplice, formato da un unico strato di cellule che in sezione appaiono quadrate o rettangolari. Un epitelio più specializzato è l'epitelio vibratile caratteristico delle prime vie respiratorie (laringe, trachea, bronchi) : le sue cellule, di forma analoga a quella dell'epitelio cilindrico, rivolgono verso il lume dell'organo un ciuffo di ciglia simili a microscopici peli. Queste ciglia, immerse in una sostanza mucillaginosa, si muovono in modo coordinato sempre nella stessa direzione, e permettono in tal modo al rivestimento mucoso di scorrere verso l'alto come una scala mobile. Le vie respiratorie possono così liberarsi da corpi estranei (per esempio granuli di fuliggine), i quali si fissano allo strato mucoso e vengono trasportati all'esterno anziché andare a finire nei polmoni.

2. epiteli ghiandolari si possono considerare epiteli di rivestimento che si sono infossati e specializzati nella secrezione. Una ghiandola è un canale rivestito da epitelio: vi si distingue un adenomero (porzione secernente) ed un dotto escretore che ha il compito di riversare il secreto all'esterno. Se la porzione secernente è dilatata la ghiandola si chiama acinosa; se ha lo stesso calibro del dotto la ghiandola si chiama tubolare. Le cellule ghiandolari elaborano sostanze varie che versano all'esterno (per esempio le ghiandole sudorifere) o in cavità comunicanti con l'esterno (per esempio le ghiandole gastriche). Esiste anche un altro tipo di ghiandole, dette ghiandole endocrine, le quali versano il loro secreto nel sangue. Di esse e dei loro secreti che sono gli ormoni. Il secreto di una ghiandola può essere necessario all'organismo (per esempio quello delle ghiandole del tubo digerente) o, invece, esso può rimuovere sostanze nocive (ghiandole sudorifere). In quest'ultimo caso si parla piuttosto di escrezione, anziché di secrezione. In base alla modalità di secrezione le ghiandole si classificano in: a. olocrine: l’intera cellula dopo aver accumulato il prodotto di sintesi è

eliminata, costituendo essa stessa il secreto b. apocrine: citoplasma apicale degli elementi secernenti viene eliminato

assieme al prodotto di secrezione che contiene. Un esempio è dato dalla ghiandola mammaria.

c. merocrine: sono le più comuni. In questo tipo di secrezione solo il prodotto viene riversato all’esterno e la cellula secernente rimane integra


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Scheda 10

I TESSUTI (3) (Segue dalla scheda precedente)

TESSUTI CONNETTIVI In questo gruppo di tessuti le cellule non sono disposte a stretto contatto tra loro, ma sono immerse in un materiale di composizione e di consistenza variabile, detto sostanza intercellulare. I connettivi vengono divisi in diversi gruppi:

• tessuto connettivo propriamente detto: avente funzione meccanica

• tessuto adiposo: avente funzione meccanica e di nutrimento

• tessuto cartilagineo: avente funzione meccanica

• tessuto osseo: avente funzione meccanica

• umori circolanti: avente funzione di nutrimento e trasporto TESSUTO CONNETTIVO PROPRIAMENTE DETTO Si distingue in: 1. tessuto connettivo lasso: le fibre presentano una disposizione

"lassa ed intrecciata"; è il tipo di connettivo più diffuso, si trova negli spazi liberi tra organi e tessuti, svolgendo funzione di connessione;

2. tessuto connettivo denso: le fibre (soprattutto collagene) sono abbondantissime e danno perciò molta consistenza al tessuto.

TESSUTO ADIPOSO La cellule di questo tessuto, voluminose e tondeggianti, sono chiamate adipociti e sono ripiene di una goccia lipidica circondata da un sottile strato di citoplasma con il nucleo schiacciato contro la membrana cellulare. La sostanza fondamentale di questo tessuto è scarsa. Le funzioni del tessuto adiposo sono: 1. trofica (o di nutrimento): forma di riserva energetica 2. meccanica: cuscinetti ammortizzatore contro urti e traumi; 3. termoregolatrice: un cuscinetti termicamente isolanti; 4. plastica: conferisce forma al corpo (soprattutto fianchi e glutei) TESSUTO CARTILAGINEO È costituito da cellule dette condrociti, immerse in un'abbondante sostanza amorfa intercellulare, da essi stessi sintetizzata, formata da fibre collagene e da una matrice amorfa gelatinosa. Le principali caratteristiche di questo tessuto sono la solidità, la flessibilità e la capacità di deformarsi limitatamente. La cartilagine forma l'abbozzo per la maggior parte delle ossa dello scheletro umano, nonché nelle metafisi durante l'accrescimento corporeo (cartilagine di coniugazione), le quali successivamente verranno mineralizzate e sostituite da tessuto osseo. Nell'adulto la cartilagine permane in corrispondenza delle superfici articolari, nei dischi intervertebrali, nello scheletro del padiglione dell'orecchio esterno, partecipa alla formazione della trachea e dei bronchi, nella sinfisi pubica e nei menischi. Si forma inoltre in seguito a fratture in qualsiasi fase della vita. In tutte le zone in cui è localizzata, fatta eccezione per le superfici articolari, la cartilagine è rivestita da un involucro costituito da tessuto connettivo denso fibroso detto pericondrio. La cartilagine non è vascolarizzata e non è innervata, la diffusione avviene invece attraverso la matrice.


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