Dans le monde hautement compétitif de l'athlétisme, la marge séparant la victoire de la défaite est souvent petite. En conséquence, les athlètes savent que la différence entre une médaille et une place sur le podium peut être de quelques centièmes de seconde.
Ils savent que la différence entre des performances optimales et des performances sous-optimales signifie optimiser tous les aspects de leur sport. Ils savent également que toutes choses étant égales par ailleurs, tout petit avantage qu'ils peuvent surmonter leur concurrence mènera probablement à des performances plus réussies.
En conséquence, les aides ergogéniques sont devenues un élément essentiel des régimes d'entraînement des athlètes. Une aide ergogénique est généralement une substance ou un dispositif d'entraînement connu pour améliorer les performances sportives.
Bien sûr, avec plus de 30000 suppléments nutritionnels et produits alimentaires naturels en concurrence sur le marché aujourd'hui, dont beaucoup promettent une meilleure composition corporelle et de meilleures performances, peu de promesses d'amélioration des performances sont réalisées. (Oui, vous avez bien lu - 30000). Il n'est pas surprenant qu'il soit souvent difficile pour les athlètes de distinguer ce qui fonctionne de ce qui ne fonctionne pas.
Dans cet article, nous discuterons de l'efficacité de l'un de ces prétendus auxiliaires ergogéniques - les acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA). Bien que les BCAA ne soient pas nouveaux, il y a une vague de nouvelles recherches sur la façon dont ce groupe unique d'acides aminés peut avoir un impact sur la composition corporelle et les performances. À la suite de cette littérature, il est clair que les BCAA peuvent améliorer les performances et la composition corporelle dans certaines situations.
Cet article se concentrera sur trois mécanismes d'action potentiels par lesquels les BCAA peuvent avoir un impact sur les performances:
Les acides aminés à chaîne ramifiée sont constitués de trois acides aminés essentiels:
Ces acides aminés hydrophobes (craignant l'eau) sont appelés «aliphatiques» car leur carbone central se fixe à une chaîne carbonée ouverte non cyclique ramifiée, comme on le voit ci-dessous avec la leucine.
Il a été démontré que les BCAA peuvent comprendre jusqu'à un tiers des protéines musculaires (Mero, 1999) et des trois BCAA, la leucine est la plus étudiée. C'est cet acide aminé qui semble offrir le plus grand avantage physiologique.
D'après ce que nous savons actuellement, la leucine a un taux d'oxydation plus élevé dans le muscle squelettique en raison de sa structure chimique, joue un rôle important dans la synthèse des protéines et est unique dans sa capacité à participer à plusieurs processus métaboliques. Plus précisément, les chercheurs pensent que les BCAA, en particulier la leucine, peuvent fonctionner à travers les mécanismes suivants:
Il est de notoriété publique au sein de la communauté scientifique que l'entraînement en résistance entraîne l'hypertrophie des muscles entraînés, en grande partie en raison de l'augmentation de la synthèse des protéines en relation avec la dégradation des protéines. Bien sûr, des études ont montré que la dégradation des protéines augmente également avec l'entraînement en force, et ce n'est qu'avec un apport nutritionnel approprié qu'un gain net de statut protéique - conduisant à une augmentation de la masse musculaire - est observé (Blomstrand et al, 2006).
Cela seul met en évidence le rôle vital que la nutrition peut jouer dans la croissance musculaire, car l'apport en glucides et en protéines peut être bénéfique. En termes simples, un apport adéquat en protéines et un apport calorique global sont nécessaires pour stimuler un équilibre protéique positif en réponse à l'entraînement en résistance.
La façon dont ces changements dans l'apport en protéines se produisent est un sujet très débattu. Certains chercheurs pensent qu'une disponibilité accrue d'acides aminés au niveau du muscle stimule directement la synthèse des protéines. D'autres pensent que la synthèse des protéines musculaires augmente via un effet stimulant d'un seul acide aminé ou d'un groupe d'acides aminés tels que les BCAA (Blomstrand et al, 2006).
D'autres pensent que certains acides aminés (comme le BCAA) sont capables de stimuler une variété de voies métaboliques, y compris la modulation de la libération d'insuline, et c'est le potentiel anabolique de l'insuline - en présence d'acides aminés - qui déclenche la croissance musculaire. Bien sûr, certains chercheurs pensent que tout cela est nécessaire pour favoriser la croissance musculaire induite par l'entraînement.
Comme beaucoup le savent, la libération d'insuline a été corrélée avec de nombreuses propriétés anaboliques impliquées dans la construction des tissus. Il a été prouvé que l'insuline stimule la synthèse des protéines et inhibe la dégradation des protéines lorsqu'elle est administrée pendant et après l'exercice (Manninen et al, 2006).
Fait intéressant, dans une enquête menée par Manninen en 2006 impliquant la supplémentation d'un mélange de glucides, d'hydrolysat de protéines et de leucine pris pendant l'exercice, il a été démontré que ce mélange entraînait une augmentation plus importante de l'hypertrophie et de la force des muscles squelettiques par rapport à. un supplément placebo.
On croyait autrefois que la sécrétion d'insuline était presque entièrement contrôlée par la concentration de glucose dans le sang. Il est depuis devenu évident que les acides aminés jouent un rôle crucial dans la régulation de la sécrétion d'insuline. Il a été démontré que certains acides aminés provoquent la libération d'insuline chez l'homme, même dans des conditions où la glycémie est normale (Manninen et al, 2006).
Bien sûr, pour que la plupart des acides aminés stimulent efficacement la libération d'insuline des cellules bêta pancréatiques, des taux de glucose sanguin permissifs (2.5 - 5.0 mM) doit être présent. Fait intéressant, la leucine est une exception, car c'est le seul acide aminé capable d'augmenter les niveaux d'insuline circulante quelle que soit la concentration de glucose dans le sang (Manninen et al, 2006). Il a été démontré que l'augmentation de l'insuline diminue le taux de dégradation des protéines musculaires.
En limitant la dégradation des protéines, la leucine peut permettre une synthèse protéique nette après un exercice de résistance, conduisant à une plus grande hypertrophie musculaire. Essentiellement, cette réponse insulinique fournira un environnement qui favorise la construction des tissus, par opposition à la dégradation des tissus.
Pourtant, voici une question importante: si une libération d'insuline produit une croissance musculaire, pourquoi ne boiriez-vous pas simplement une solution glucidique pour obtenir cette réponse insulinique??
Dans une étude examinant la libération d'insuline plasmatique, une réponse insulinique supérieure de 221% a été obtenue lorsque les sujets ont ingéré un bolus de glucides à indice glycémique élevé avec un hydrolysat de protéines et de la leucine par rapport aux glucides seuls. Lorsque les sujets ont ingéré des glucides avec un hydrolysat de protéines, mais sans leucine, une réponse insulinique 66% plus élevée a été observée qu'avec les glucides seuls (Manninen et al, 2006).
Sur la base de ces résultats, il est évident que la supplémentation en leucine est bénéfique à l'exercice de résistance en termes de sa capacité à moduler la signalisation de l'insuline. L'hyperinsulinémie post-exercice (taux élevé d'insuline) soutenue par l'hyperaminoacidémie (acides aminés élevés) induite par l'hydrolysat de protéines et l'ingestion de leucine augmente le dépôt net de protéines dans le muscle, entraînant une augmentation de l'hypertrophie et de la force des muscles squelettiques (Manninen et al, 2006).
Donc, l'essentiel est le suivant: pendant et après l'exercice, il est idéal d'ingérer une boisson à digestion rapide de protéines hydrolysées, de glucides sucrés et de quelques BCAA supplémentaires (en particulier la leucine) en raison de la combinaison d'insuline sanguine élevée et d'acides aminés sanguins élevés. les concentrations qui accompagnent une telle boisson.
Cependant, sur la base de la recherche, ce type de boisson ne fonctionne pas uniquement grâce à la modulation de la libération d'insuline. La leucine aide à développer les muscles car c'est aussi un élément clé dans l'activation des voies de traduction responsables de la croissance musculaire.
La traduction, à titre de revue, est la synthèse de protéine telle que dirigée par l'ARNm (ARN messager). C'est la première des trois étapes de la synthèse des protéines, les deux autres étant l'allongement et la terminaison de la chaîne (Norton.et al, 2006). Sans traduction, il ne peut y avoir de synthèse protéique ou de croissance musculaire.
Auparavant, les effets de l'exercice de résistance en relation avec l'équilibre protéique étaient discutés. Il a été déterminé qu'après un entraînement en résistance exhaustif, le corps est dans un état catabolique jusqu'à ce que la nutrition soit fournie, activant la phase de récupération. Au cours de cet état catabolique, la synthèse des protéines musculaires est altérée (au niveau cellulaire) en raison de l'inhibition de facteurs spécifiques d'initiation de la traduction.
Ces facteurs - eIF4G, eIF4E et rpS6 en particulier - sont ce qui active le processus de traduction et éventuellement la synthèse des protéines. Et ils sont contrôlés par, vous l'avez deviné, la signalisation intracellulaire d'insuline et les concentrations de leucine (Norton.et al, 2006). Par conséquent, l'effet anabolique de l'exercice et de la nutrition est probablement médié par l'activation de la transduction du signal de ces facteurs initiateurs.
Il a été révélé que l'activation de cette voie translationnelle (présentée ci-dessous; Layman et al, 2006) est cruciale pour la récupération du muscle squelettique et l'hypertrophie.
Comme vous pouvez le voir, la leucine est nécessaire pour l'activation de certains facteurs d'initiation. Lorsque la leucine est ingérée, les niveaux tissulaires augmentent. Cela signifie que l'inhibition des facteurs d'initiation mentionnés ci-dessus est libérée. Cela se produit par l'activation de la cible mammifère protéine kinase de la rapamycine (mTOR ci-dessus).
L'effet de la leucine sur mTOR est également synergique avec l'insuline via la voie de signalisation de la phosphoinositol 3-kinase (PI3 ci-dessus; Norton.et al, 2006). Ensemble, l'insuline et la leucine permettent au muscle squelettique de coordonner la synthèse des protéines. La figure ci-dessous fournit des preuves étayant l'hypothèse ci-dessus.
Dans la figure ci-dessus (Blomstrand et al, 2006), la supplémentation en BCAA consommée après l'exercice de résistance a eu un effet significatif sur les facteurs d'initiation de la traduction p70S6 kinase et mTOR. Le rôle de la leucine et des autres BCAA est de phosphoryler les protéines sérine et thréonine, qui à leur tour produiront une cascade de phosphorylation initiant éventuellement la traduction de la synthèse protéique.
L'idée fondamentale à retenir est que les BCAA, en particulier la leucine, inversent l'inhibition de la traduction produite par l'entraînement en résistance. En inversant cette inhibition, les BCAA permettront une hypertrophie musculaire accrue grâce à des niveaux plus élevés de synthèse des protéines.
À ce stade, vous vous demandez peut-être pourquoi un supplément de leucine est nécessaire lorsque les muscles squelettiques sont déjà composés d'un tiers de BCAA. Eh bien, pendant l'entraînement en résistance, l'oxydation des BCAA dans le muscle squelettique augmente par l'activation de l'a-céto-acide déshydrogénase à chaîne ramifiée (BCKDH).
Cela signifie que les concentrations plasmatiques et intracellulaires de leucine diminuent. Par conséquent, la capacité de la leucine à stimuler la libération d'insuline et à initier la traduction sera diminuée jusqu'à ce qu'une supplémentation pendant ou après l'exercice soit fournie.
Donc, au final, la question à se poser est la suivante: la supplémentation en leucine est-elle une aide ergogénique en termes d'entraînement en résistance??
Sur la base de la littérature actuelle et des informations fournies ci-dessus, la réponse est oui. La leucine peut agir comme une aide ergogénique pour les athlètes d'entraînement en résistance en raison de sa capacité à moduler la signalisation de l'insuline et à initier la traduction de la synthèse des protéines. Ces deux facteurs contribuent à une plus grande hypertrophie et force des muscles squelettiques.
Chaque athlète et entraîneur comprend que la fatigue limite les performances. La réduction de la force musculaire, l'épuisement du glycogène musculaire, la déshydratation, ainsi que les contraintes cardiaques, métaboliques et thermorégulatrices sont tous des facteurs périphériques contribuant à la fatigue. À leur tour, les athlètes s'entraînent intensivement pour retarder l'apparition de ces mécanismes.
La fatigue centrale, une forme d'épuisement associée à des altérations spécifiques du système nerveux central, joue également un rôle crucial dans la performance et est au centre de cette section de l'article. De nombreuses recherches sont en cours sur les BCAA et leur capacité à retarder l'apparition de la fatigue centrale et à améliorer les performances des exercices d'endurance.
L'idée que les acides aminés à chaîne ramifiée pourraient inhiber la fatigue centrale n'est pas nouvelle. De nombreux chercheurs et entraîneurs ont émis l'hypothèse que les BCAA pourraient améliorer les performances en limitant la fatigue centrale.
On pense que le BCAA peut rivaliser avec le tryptophane sans plasma (un acide aminé essentiel) pour son absorption dans le cerveau. Le tryptophane est un précurseur de la sérotonine et les concentrations de tryptophane augmentent pendant un exercice prolongé.
Lors d'un exercice de type endurance, le stress sur le corps provoque des altérations hormonales importantes (Meeusen et al, 2006). Plus précisément, des niveaux accrus de l'hormone adrénaline / épinéphrine stimulent la lipolyse, l'hydrolyse des graisses en acides gras et le glycérol (libération de graisse à partir des dépôts de graisse stockés).
Au fur et à mesure que ces acides gras libres (FFA) sont mobilisés, les taux plasmatiques de f-TRP augmentent car la concentration accrue de FFA plasmatique peut déplacer le f-TRP de son support protéique, l'albumine. Avec tous ces FFA se liant à l'albumine, le f-TRP est facilement disponible pour le transport à travers la barrière hémato-encéphalique où il conduit à une augmentation des taux de sérotonine (Meeusen et al, 2006).
Une concentration élevée de sérotonine dans le cerveau est associée à une diminution de la performance à l'exercice, et c'est ce qu'on appelle la fatigue centrale (Crowe et al, 2006). En conséquence, si les BCAA entrent en compétition avec le f-TRP pour l'absorption dans le cerveau, les niveaux de sérotonine resteront faibles, ce qui diminuera la fatigue centrale et améliorera les performances physiques.
Grande théorie, hein? Malheureusement, les études examinant cette hypothèse ont été mitigées. La plupart des études animales montrent des effets positifs; la plupart des études humaines ne montrent aucune différence dans la fatigue centrale avec la supplémentation en BCAA.
Récemment, une enquête a été menée pour déterminer les effets de la supplémentation en BCAA sur les canoéistes à balancier, avec un accent particulier sur la fatigue centrale. La leucine a été fournie sous forme de complément alimentaire pendant six semaines, dans le but d'améliorer les performances d'endurance en augmentant les concentrations plasmatiques de BCAA et en diminuant le rapport plasmatique du f-TRP aux BCAA (Crowe et al, 2006).
Les données ont indiqué une augmentation des performances lorsque les canoéistes à balancier étaient supplémentés avec de la leucine, il a donc été prouvé que la leucine avait un effet ergogène chez ces athlètes. Cependant, les données n'illustrent aucune association entre l'augmentation des performances et la fatigue centrale, car il n'y a pas eu de réduction significative du rapport plasmatique du f-TRP au BCAA (Crowe et al, 2006).
Au lieu de cela, il a été prédit que l'effet ergogénique était le produit d'une réduction des lésions musculaires squelettiques avec l'entraînement en plus d'une augmentation de la synthèse musculaire squelettique.
Bien que cela reste une théorie prometteuse, basée sur la recherche actuelle, les BCAA sont ne pas une aide ergogénique pour les exercices d'endurance pour retarder l'apparition de la fatigue centrale. Cependant, il peut y avoir d'autres effets potentiellement avantageux lors de la supplémentation en BCAA pour l'exercice d'endurance, comme le montre l'étude ci-dessus. Des recherches supplémentaires dans ce domaine pourraient aider à clarifier l'impact des BCAA sur les exercices d'endurance.
Parmi les nombreuses méthodes populaires utilisées pour contrôler le poids corporel et la perte de poids, toutes les stratégies réussies ont une chose en commun: elles contrôlent l'équilibre énergétique. Si la perte de poids est ce que nous recherchons, l'objectif est d'atteindre un bilan énergétique négatif où la dépense énergétique dépasse l'apport énergétique. Les stratégies populaires pour ce faire consistent à limiter les graisses alimentaires et les calories totales tout en ingérant suffisamment de protéines pour maintenir l'équilibre azoté. Mais allons plus loin avec les recommandations actuelles.
La pratique nutritionnelle actuelle pour la perte de poids adoptée par de nombreux diététistes implique des niveaux minimaux de protéines et de graisses alimentaires, les glucides fournissant les besoins énergétiques restants. Par conséquent, sur la base des recommandations diététiques actuelles, si l'on consommait 2100 kcal / jour, alors environ 820 kcal / jour seraient obtenus à partir de protéines et de graisses, alors que les 1280 kcal / jour restants proviendraient d'hydrates de carbone (Layman, 2003).
L'exemple nutritionnel fourni ci-dessus affiche un ratio CHO: PRO supérieur à 3.5. Dans un régime avec l'intention de perdre du poids, ce ratio peut être trop élevé. La recherche a établi que les régimes riches en glucides sont associés aux éléments suivants:
Ces effets ne correspondent pas aux objectifs de perte de poids et soulèvent de nouvelles questions sur les ratios optimaux de macronutriments pour équilibrer les besoins énergétiques, en particulier en ce qui concerne l'apport en glucides.
Auparavant, la perte de poids était axée sur les ratios CHO: FAT, mais la recherche actuelle se concentre sur CHO: PRO (Layman, 2003). La raison de ce changement est la preuve émergente que a) des régimes riches en glucides pourraient contrecarrer les tentatives de perte de poids et b) certains acides aminés ont des rôles métaboliques supplémentaires nécessitant des niveaux plasmatiques et intracellulaires supérieurs à ceux capables de la quantité quotidienne requise actuelle (AJR). Cela met la leucine et sa capacité métabolique au premier plan.
La diversité des protéines suggère qu'un seul RDA peut ne plus être adéquat, car différents acides aminés contribuent à différents rôles dans la fonction corporelle. Par conséquent, les acides aminés devraient logiquement être nécessaires en quantités correspondant à ces rôles.
La première priorité de la leucine est toujours la synthèse de protéines musculaires, dont les besoins sont de 1 à 4 g / jour. Ce n'est qu'après avoir satisfait aux exigences de la synthèse des protéines que la leucine peut participer à d'autres rôles métaboliques, qui nécessitent 7 à 12 g / jour (Mero, 1999). Cela entraînerait un besoin total en leucine d'environ 8 à 16 g / jour, ce qui prouve que la RDA actuelle de 3 g / jour est insuffisante.
Lorsque les BCAA sont décomposés dans le muscle squelettique (en particulier la leucine, car c'est le plus facilement oxydé), cela conduit à la production d'alanine et de glutamine, qui deviennent importantes dans le maintien de l'homéostasie du glucose (Layman, 2003).
Le cycle glucose-alanine (ci-dessus; Layman et al, 2006) démontre l'interrelation entre les BCAA et le métabolisme du glucose. Dans la figure ci-dessus, on peut voir que les BCAA ne sont pas dégradés par le foie lorsqu'ils se déplacent dans le sang jusqu'au muscle squelettique intact.
Après l'oxydation des BCAA, l'alanine est formée et libérée dans le sang où elle se déplace dans le foie pour soutenir la gluconéogenèse hépatique - la production de glucose à partir de sources non glucidiques (Layman, 2003).
La glutamine, un autre sous-produit de l'oxydation des BCAA, est également convertie en alanine dans l'intestin grêle et se déplace vers le foie en tant que précurseur gluconéogénénique. Ce cycle continu d'alanine → pyruvate → glucose → pyruvate → alanine permet la production hépatique de glucose et le maintien de la glycémie.
Ainsi, comme observé ci-dessus, la leucine sert indirectement de carburant principal pour la production hépatique de glucose. L'importance de ceci est que pendant un jeûne d'une nuit, ainsi que pendant des situations hypocaloriques telles que la perte de poids, la gluconéogenèse fournit une grande quantité de libération hépatique totale de glucose (70% après un jeûne d'une nuit; Layman, 2003).
Théoriquement, cela permettrait à une personne d'ingérer un régime pauvre en glucides tout en étant capable de maintenir une glycémie normale et saine, un danger habituel de régimes pauvres en glucides. En fait, on estime qu'environ 100 g de glucides / jour satisferont les besoins énergétiques des utilisateurs de glucides obligatoires tels que le cerveau, les tissus nerveux et les cellules sanguines (Layman, 2003).
Par conséquent, si une restriction alimentaire est justifiée, on pourrait théoriquement bien faire en n'ingérant que 100 g de glucides / jour avec une gluconéogenèse fournissant du glucose pour les utilisateurs obligés (cerveau, tissu nerveux, cellules sanguines) ainsi qu'en gérant une glycémie normale. En fin de compte, cela peut permettre à un individu d'obtenir de meilleurs résultats de perte de poids en ingérant des quantités modérées de graisses alimentaires, en réduisant l'apport total en glucides et en augmentant la consommation de protéines de sorte qu'un nouveau rapport CHO: PRO de 1.5-2.0 est atteint.
Bien sûr, cela peut ne pas fonctionner pour tout le monde, mais cette stratégie mérite d'être prise en considération.
Le deuxième rôle métabolique de la leucine pertinent pour la perte de poids (en dehors de l'implication de la leucine dans la gluconéogenèse) implique la régulation mentionnée précédemment des voies de traduction.
Comme indiqué ci-dessus, une période hypocalorique, telle qu'une perte de poids, nécessite un bilan énergétique global négatif. Par conséquent, l'état catabolique du corps pendant la perte de poids entraîne souvent une perte de tissu corporel maigre. Comme la leucine a la capacité d'inverser l'inhibition de la traduction observée pendant les conditions cataboliques, elle peut aider à prévenir la perte de tissu corporel maigre, permettant de maintenir la masse musculaire tout en diminuant la masse grasse.
Cette théorie a été étudiée dans une étude publiée en 2003 (Layman et al, 2003) qui a examiné la perte de poids et les réponses métaboliques entre les sujets consommant l'un des deux rapports CHO: PRO: 3.5 ou 1.5 en faisant de l'exercice cinq jours par semaine ou en ne faisant aucun exercice.
Les sujets de l'étude 1 ont maintenu des activités quotidiennes normales sans exercice défini, où les sujets de l'étude 2 ont fait de l'exercice cinq jours par semaine avec un régime d'exercice spécifique produisant une dépense supplémentaire de 300 kcal / jour.
La figure ci-dessous illustre les avantages associés à un apport plus élevé en protéines pendant les conditions d'exercice et de non-exercice.
Dans le groupe des protéines, la perte de poids corporel était significativement plus importante avec des pertes plus faibles observées dans la masse maigre et une plus grande perte de masse grasse. Cet effet a été amplifié lorsque les sujets ont également exercé.
Alors, la supplémentation en leucine est-elle une aide ergogénique en termes de perte de poids? Selon la recherche discutée, il est évident qu'une alimentation riche en protéines (et un apport plus élevé en leucine) peut profiter aux athlètes qui souhaitent réduire leur masse grasse tout en maintenant ou éventuellement en augmentant la masse maigre.
Les acides aminés à chaîne ramifiée sont un supplément émergent et les effets potentiels des BCAA ne sont pas encore complètement compris. La capacité du BCAA (en particulier de la leucine) à moduler la sécrétion d'insuline, à initier des voies de traduction et à produire indirectement de l'alanine et de la glutamine le distingue des autres suppléments d'acides aminés.
Bien que des études animales aient conclu que les acides aminés à chaîne ramifiée peuvent retarder l'apparition de la fatigue centrale en entrant en compétition avec le f-TRP pour pénétrer dans le cerveau, aucune preuve substantielle n'a été observée chez l'homme. Néanmoins, la supplémentation en acides aminés de la chaîne ramifiée peut s'avérer aider les athlètes à augmenter la masse musculaire, à réduire la masse grasse et à améliorer les performances physiques dans les sports de force et d'endurance.
Les athlètes qui recherchent des moyens de prendre du volume et de se pencher devraient certainement assurer un apport optimal en BCAA à partir de leur nourriture et, comme il peut être difficile d'obtenir les 8 à 16 g de leucine / jour recommandés à partir de protéines seules, envisagez d'utiliser des suppléments de BCAA si le le régime fait défaut. En outre, une supplémentation ciblée supplémentaire en BCAA (pendant et / ou après l'exercice) peut offrir des avantages supplémentaires en termes d'augmentation de la masse maigre.
En bref, il est clair que les BCAA peuvent améliorer les performances et la composition corporelle dans certaines situations.
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