Luca Fiorani
L’uomo,
i viventi,
l’ambiente
Lezione 8
Rischio, tossicologia e salute
umana
Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Rischi e pericoli
 Il
rischio è la possibilità di subire un danno a
causa di un pericolo che può provocare una
lesione, una malattia, una perdita economica o
un danno ambientale
 Il rischio è espresso in termini di probabilità (0-1)
 La valutazione del rischio usa dati, ipotesi e
modelli per stimare la probabilità di un danno – a
salute, società, ambiente – come risultato
dell'esposizione a un pericolo
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Rischi e pericoli
I
principali tipi di rischio sono:




rischi culturali: condizioni di vita non sicure (fumo)
rischi chimici: sostanze chimiche dannose in aria,
acqua, cibo
rischi fisici: radiazioni, rumore, terremoti…
rischi biologici da patogeni (virus, batteri,
parassiti…), allergeni e animali (api, serpenti…)
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i viventi, l’ambiente
Rischi e pericoli
 Il
fumo uccide 5 milioni di persone all'anno
 419 mila fumatori
attivi e 30-60 mila
fumatori passivi
muoiono all'anno
negli Stati Uniti
(Italia: 70 mila)
 Il tabacco costa
70-100 miliardi
di $ all'anno
negli Stati Uniti
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Tossicologia
 La
tossicità è la misura di quanto dannosa sia un
agente e dipende da:





dose (quantità ingerita, inalata o assorbita)
durata dell'assunzione
frequenza dell'esposizione
età della persona esposta
funzionalità del sistema di detossificazione (fegato,
polmoni, reni)
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Tossicologia
 La
risposta indica tipo e quantità di danno alla
salute conseguente all'esposizione all'agente:


un effetto acuto è una reazione rapida (dalla
vertigine alla morte)
un effetto cronico è una conseguenza che dura a
lungo (danni a un organo)
 Dose


e risposta dipendono anche da:
bioaccumulo
biomagnificazione
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Tossicologia
 Il
bioaccumulo è l'aumento della concentrazione
di una sostanza in un tessuto a un livello più alto
di quello atteso
 La biomagnificazione
è un processo in cui i
livelli di una sostanza
tossica aumentano
nei passaggi della
rete trofica
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i viventi, l’ambiente
Tossicologia
 Tracce
di sostanze tossiche possono non essere
pericolose
 Anche l'acqua in eccesso può essere mortale
(encefalopatia iponatriemica, Maratona di
Boston 2002, 15 litri in 5-6 ore)
 Quanta esposizione a una sostanza causa una
risposta dannosa?
 Non è detto che le sostanze naturali non siano
dannose e quelle sintetiche lo siano (chiedete a
Socrate…)
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i viventi, l’ambiente
Tossicologia
 Per



determinare la tossicità si procede a:
studio dei casi (su persone che presentano effetti
avversi dopo l'esposizione)
indagini di laboratorio (su animali test, per
determinare tempo di residenza, tossicità, organo
colpito, tipo di danno…)
epidemiologia (studi di popolazioni esposte ad
agenti pericolosi o a malattie)
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i viventi, l’ambiente
Tossicologia
 La
curva dose-risposta mostra gli effetti di un
agente, ottenuti con esperimenti controllati su un
gruppo di test e un gruppo di controllo (simili)
 I risultati ad alte dosi sono estrapolati a basse dosi
 I valori sono estrapolati agli esseri umani
 Si calcola la dose letale per il 50% degli individui
 Per il modello lineare dose-risposta, qualsiasi
dose presenta un certo rischio
 Per il modello dose soglia-risposta, sotto una dose
soglia non c'è alcun effetto dannoso rilevabile
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i viventi, l’ambiente
Tossicologia
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i viventi, l’ambiente
Tossicologia
 Gli
studi dei casi forniscono solo indicazioni
 L'epidemiologia può stabilire associazioni forti,
moderate, deboli o non statisticamente
significative tra rischio e salute
 I test sugli animali richiedono 2-5 anni, costano
200 mila-2 milioni di $, sono criticati dagli
animalisti e comportano l'incertezza legata
all'estrapolazione agli umani
 Tutti i metodi tossicologici sono limitati: gli
standard permessi per l'esposizione sono stabiliti
a 1/100 o 1/1000 degli effetti dannosi stimati
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i viventi, l’ambiente
Tossicologia
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i viventi, l’ambiente
Rischi chimici
 Le
sostanze chimiche tossiche possono risultare
fatali
 Le sostanze chimiche pericolose causano un
danno perché:




sono infiammabili o esplosive
irritano o danneggiano pelle e polmoni
interferiscono o prevengono la capacità di
assumere e distribuire ossigeno (asfissianti)
inducono reazioni allergiche del sistema
immunitario (allergeni)
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Rischi chimici
 Gli
agenti mutageni (sostanze chimiche o
radiazioni) causano mutazioni del DNA (trasferibili
alla prole se colpiscono i gameti)
 Gli agenti teratogeni (sostanze chimiche,
radiazioni o virus) colpiscono l'embrione
 Gli agenti cancerogeni (sostanze chimiche,
radiazioni o virus) provocano tumori:




fumo (30-40%)
dieta (20-30%)
esposizione occupazionale (5-15%)
inquinamento ambientale (1-10%)
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i viventi, l’ambiente
Rischi chimici
 Passano
10-40 anni tra l'esposizione a un agente
cancerogeno e la manifestazione dei sintomi
 Non ci sono livelli di soglia per gli agenti
mutageni, teratogeni e cancerogeni: la sola
esposizione di sicurezza è 0
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Rischi chimici
 L'esposizione
a lungo termine ad agenti tossici
disturba i sistemi immunitario, nervoso ed
endocrino
 Sostanze chimiche, virus e radiazioni rendono il
sistema immunitario più debole di fronte agli
attacchi di allergeni, virus, batteri e protozoi
 Alcune sostanze chimiche sono neurotossine
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Rischi chimici
 Altre
sostanze interferiscono con gli ormoni o
imitandoli o bloccandoli
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i viventi, l’ambiente
Rischi chimici
 "I
tossicologi conoscono molto su poche sostanze
chimiche, poco su molte sostanze e quasi niente
sulla maggior parte" (Joseph V. Rodricks, esperto
ambientale)
 Delle 72 mila sostanze in commercio:


il 2% è stato testato per valutare se sia
cancerogeno, teratogeno o mutageno
il 10% è stato analizzato per la tossicità
 Ogni
anno si introducono nel mercato 1000
nuove sostanze
 Solo lo 0.5% delle sostanze è regolamentato
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i viventi, l’ambiente
Rischi chimici
 Le
leggi considerano innocue le sostanze fino a
prova contraria
 Non c'è abbastanza denaro, personale,
strumentazione e animali test per studiare tutte le
sostanze
 È troppo difficile e costoso analizzare l'effetto
combinato e l'interazione di varie sostanze
chimiche
 Il principio di precauzione suggerisce di prevenire
l'inquinamento: chi introduce una nuova sostanza
dovrebbe provare a sue spese che è innocua
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Pericoli fisici: terremoti ed eruzioni
vulcaniche
 Nelle
rocce si può creare una frattura (faglia) con
rilascio di energia (anche per successivi
scorrimenti) che provoca terremoti e tsunami
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Pericoli fisici: terremoti ed eruzioni
vulcaniche
 Possiamo




ridurre i danni dei terremoti:
esaminando le serie storiche
facendo misure geologiche
stabilendo standard di costruzione
cercando di predire i terremoti
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Pericoli fisici: terremoti ed eruzioni
vulcaniche
 In
un vulcano attivo il magma raggiunge la
superficie attraverso un cratere o una fenditura
rilasciando nell'ambiente materiale piroclastico,
lava e gas
 Non tutto è negativo: fertilità del suolo
 Possiamo ridurre i danni dei vulcani con:




analisi della storia di un'area vulcanica
pianificazione del territorio
previsione delle eruzioni (fenomeni che le
precedono, come il cambiamento dei gas emessi)
piani di evacuazione
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 Una
malattia non trasmissibile non è causata da
organismi e non può passare da una persona
all'altra (malattie cardiovascolari)
 Una malattia trasmissibile è causata da un
organismo e può passare da una persona all'altra
(influenza)
 Gli agenti infettivi, detti patogeni, sono trasportati
da aria, acqua, cibo, fluidi corporei e da vettori
(trasportatori non umani come gli insetti)
 Ogni anno nei paesi in via di sviluppo 11 milioni di
bambini sotto i 5 anni muoiono di infezioni
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 L'80%
delle malattie nei paesi in via di sviluppo
deriva da acqua potabile e sistemi sanitari
 Nel 1998, le sette infezioni più mortali sono state:







infezioni respiratorie acute (3.7 milioni)
AIDS (2.5 milioni)
malattie diarroiche (2.5 milioni)
malaria (1.5-2.7 milioni)
tubercolosi (2 milioni)
morbillo (1 milione)
epatite B (1 milione)
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 Le




malattie virali includono:
influenza (trasmessa da fluidi corporei o immissione
aerea)
ebola (trasmessa da fluidi corporei)
rabbia (trasmessa da cani e altri animali)
AIDS (trasmessa da fluidi corporei)
I
virus si adattano geneticamente in modo rapido
 Gli ufficiali sanitari temono un nuovo ceppo di
influenza (Spagnola, 20-30 milioni di morti)
 AIDS: 34 milioni di infetti, 2 milioni di morti all'anno
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 Le
malattie virali riducono la resistenza del corpo
ad altre infezioni
 Esistono pochi antivirali
 L'arma più efficace è il vaccino
 Vaiolo: il vaccino è stato
introdotto da Edward Jenner
nel 1796 e la malattia è stata
dichiarata sradicata dall'OMS
nel 1979
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 La
comparsa di malattie infettive spesso avviene
per un cambiamento dell'ambiente fisico, sociale
o biologico dei serbatoi di malattie, dei vettori
che le trasportano o degli ospiti per le nuove
popolazioni
 La zanzara tigre (febbre dengue) nel 1985 è stata
portata accidentalmente negli Stati Uniti
 La migrazione verso aree urbane aumenta la
diffusione di tubercolosi, colera e malattie
trasmesse sessualmente
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 La
migrazione verso aree non abitate espone a
nuove malattie
 L'aumento di malattie tropicali nei paesi in via di
sviluppo potrebbe essere legata a perdita di
biodiversità e deforestazione (mancato controllo
dei vettori)
 Anche i cambiamenti climatici possono influire
sulla diffusione delle infezioni, come nel caso del
riscaldamento delle acque durante El Niño e
della conseguente proliferazione di copepodi
vettori del colera (5 mila morti nel 1991)
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
I
disastri naturali (inondazioni, terremoti, frane e
uragani) possono diffondere gli organismi che
causano le malattie
 Le inondazioni sono particolarmente pericolose
perché possono contaminare le riserve d'acqua
 I terremoti e le frane possono rilasciare nell'aria
funghi e altri organismi infettivi del suolo
 Gli uragani possono trasferire i vettori di malattie
dalle aree tropicali a quelle temperate
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 Il
45% della popolazione vive in regioni in cui è
presente la malaria
 Si stimano:



300-500 milioni
di infettati
270-480 milioni
di nuovi casi all'anno
1.5-2.7 milioni
di morti all'anno
31
Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 La
malaria è causata da quattro specie di
protozoi del genere Plasmodium
 È trasmessa quando una femmina non infetta
delle 60 specie di zanzara del genere Anopheles
punge una persona infetta, ingerisce il sangue e
punge una persona non infetta
 Il Plasmodium si moltiplica nel fegato e nel
sangue
 La malaria può essere trasmessa anche con
trasfusioni o scambi di siringa
32
Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
33
Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 Il



ciclo si ripete fino a:
sviluppo dell'immunità
cura
morte
 Negli
anni '50 e '60 la diffusione è stata fermata
(prosciugamenti, insetticidi e farmaci)
 Negli anni '70 la malaria è ricomparsa a causa
della resistenza genetica di protozoi e zanzare
 La lotta è più difficile del previsto (si pensa anche
a modificare geneticamente la zanzara)
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 L'approccio





migliore è la prevenzione:
aumento del flusso d'acqua nelle irrigazioni
(prevenzione dello sviluppo delle larve)
uso di zanzariere bagnate di insetticida non tossico
allevamento di pesci che si nutrono di larve
taglio della vegetazione
coltivazione di piante che assorbono l'acqua
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 Nei
paesi industrializzati diminuiscono le malattie
infettive dei bambini e aumentano le malattie
croniche degli adulti
 Le cause di morte negli Stati Uniti nel 1996 erano:




39% attacchi cardiaci e colpi apoplettici
24% cancro
5% malattie infettive (polmonite, influenza e AIDS)
4% incidenti (di cui la metà automobilistici)
 Quasi
i 2/3 derivano da malattie croniche:
sarebbe meglio prevenire (il 95% del denaro è
speso per curare)
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i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo
 Potremmo
ridurre diffusione e incidenza delle
malattie infettive:






aumentando la ricerca sulle malattie tropicali
combattendo sovrappopolazione, acqua non
sicura, sanità inadeguata, malnutrizione e povertà
monitorando l'apparire delle malattie
non usando antibiotici per infezioni minori
educando all'uso degli antibiotici (prendere tutti
quelli prescritti)
non usando antibiotici che hanno causato una
resistenza genetica
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Rischi biologici: malattie nei paesi
sviluppati e in quelli in via di sviluppo







prendendo solo gli antibiotici prescritti
riducendo l'uso di antibiotici per il bestiame
promuovendo programmi contro le infezioni nelle
strutture sanitarie (lavarsi le mani)
riducendo l'uso di pesticidi
finanziando lo sviluppo di vaccini
combattendo il riscaldamento globale
aumentando le cure mediche preventive nei paesi
in via di sviluppo e in quelli sviluppati
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio
 L'analisi





identificazione del pericolo
valutazione del rischio
analisi comparativa del rischio
gestione del rischio
comunicazione del rischio
 La



del rischio richiede:
valutazione del rischio comporta:
determinazione dei tipi di rischio
stima della probabilità di ciascun rischio
quantificazione delle persone esposte e di quelle
che subiranno un danno serio
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i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio
 Es.
di analisi
comparativa del
rischio (consulenti
EPA e cittadini)
 Gli scienziati non
comunicano bene
 I media trasmettono
peggio!
 Analisi
rischio-beneficio
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio
 Il
più grande rischio
è la povertà
 Il secondo è
lo stile di vita:





non fumare
-grassi/alcol e
+frutta/verdura
+esercizio e -peso
+prudenza in auto
non prendere
troppo sole
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Analisi del rischio
 L'affidabilità
di un sistema tecnologico è il
prodotto delle affidabilità tecnologica e umana
 Affidabilità tecnologica:




progettazione attenta
controllo della qualità
manutenzione
monitoraggio
 Affidabilità
umana: più bassa e difficile da predire
 Gli elementi che possono fallire devono essere
spostati dal lato umano a quello tecnologico
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio
 La
valutazione del rischio è limitata e incerta (ad
es. le valutazioni tossicologiche hanno limiti
scientifici ed economici)
 Domande chiave:




quanto sono affidabili i dati e i modelli per la
valutazione del rischio?
chi trae beneficio dal permesso di mantenere
sostanze chimiche pericolose nell'ambiente?
chi accorda questo permesso?
dovremmo considerare di più i rischi a breve
termine o quelli a lungo termine?
43
Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio






chi deve prendere questa decisione?
dobbiamo determinare il rischio accettabile o
minimizzare il danno (prevenzione)?
chi deve eseguire l'analisi rischio-beneficio
(governo, scienziati, cittadini)?
dovremmo considerare gli effetti combinati di vari
rischi?
i livelli di rischio dovrebbero essere più alti per i
lavoratori che per il pubblico?
i lavoratori e le loro famiglie dovrebbero
partecipare a questa decisione?
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio
 L'esposizione
provoca:


alle sostanze chimiche tossiche
25-35 mila morti di cancro all'anno tra i lavoratori
10-20 mila morti di cancro all'anno tra il pubblico
I
critici della valutazione del rischio sostengono
che l'attenzione dovrebbe essere spostata sulla
prevenzione e accusano le aziende di giocare
sull'incertezza, piegando i risultati ai loro interessi
 La gestione del rischio comprende azioni
amministrative, politiche ed economiche per
ridurre un rischio con costi accettabili
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio
 La







gestione del rischio comporta:
decidere quali rischi valutare e gestire
determinare in che ordine di priorità
stimare l'affidabilità dell'analisi rischio-beneficio e
della valutazione del rischio
decidere quanto rischio è accettabile
calcolare il costo per ridurre il rischio
determinare l'effetto dei fondi limitati su questa
riduzione
elaborare, implementare, monitorare e comunicare
al pubblico il piano di gestione del rischio
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio
 La






nostra percezione del rischio è falsata:
1 morto su 50 motociclisti
1 morto su 300 fumatori (1 pacchetto al giorno)
1 morto su 5 mila automobilisti
1 morto su 5 milioni di passeggeri in aereo
1 morto su 300 milioni di bagnanti per squali
1 morto su 2 miliardi per tricloroetilene nell'acqua
 Ogni
anno il 99.1% delle persone non muore
 La speranza di vita è in aumento
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio
 Il
pubblico sovrastima il rischio di una tecnologia
quando:




è nuova e complessa (impianti nucleari, ingegneria
genetica…)
è percepita come involontaria (aereo rispetto ad
auto)
è vista come non necessaria (additivi per i cibi)
comporta molti morti in pochi incidenti anziché
ancor più morti ma diluiti nel tempo (centrali
nucleari e a carbone)
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Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Analisi del rischio



implica una distribuzione del rischio non bilanciata
(effetto nimby)
è stata implementata senza coinvolgere la
popolazione nel processo decisionale
il suo uso non ha comportato una ricerca veritiera e
una valutazione delle alternative
49
Luca Fiorani – L’uomo,
i viventi, l’ambiente
Fine della lezione…
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