Índices fisiológicos en corderas tipo West African con acceso voluntario a sombra artificial bajo condiciones de emergencia de calor leve

L Pinto-Santini, L Ríos de Álvarez, I Oliveros¹, A Pigliacampo y T Chacón²

Instituto de Producción Animal, Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela,
Maracay, Edo. Aragua, Venezuela. Apartado Postal 4579
liviapintosantini@gmail.com
¹Instituto Nacional de Investigaciones Agrícola (INIA). Campo Universitario. Maracay, Edo. Aragua.
²Facultad de Ciencias Veterinarias. Universidad Central de Venezuela. Maracay, Edo. Aragua.

Resumen

Con el objetivo de evaluar el efecto de la presencia de sombra artificial en los potreros sobre algunos índices fisiológicos en corderas tipo West African en situaciones de emergencia de calor leve (ECL), 24 corderas (13.1±3.0 kg y 3-3.5 meses de edad) fueron asignadas al azar a los siguientes tratamientos: a) SOMBRA (n=12): acceso voluntario a sombra artificial durante las horas de pastoreo, y b) SOL (n=12): sin disponibilidad de sombra natural o artificial durante las horas de pastoreo. Se caracterizaron las condiciones climáticas a través de la temperatura ambiente (°C), humedad relativa (%) y radiación solar (RS; w/m²). Adicionalmente, se definieron los días de experimentación en los que se presentaron condiciones ambientales de emergencia de calor severa, ECL y no emergencia de calor. Se determinó, quincenalmente, la frecuencia respiratoria (FR) (movimientos/min), la frecuencia cardiaca (FC) (latidos/min) y temperatura corporal (TC) (°C) en dos momentos del día (AM: entre las 07:30 y 09:00 horas y PM: entre las 15:00 y 17:00 horas).

La condición climática predominante en ambos tratamientos fue ECL. Hubo una reducción de 92.6% de la RS en SOMBRA. Las mayores RS en SOL se presentaron entre las 12:00 y las 14:00 horas, siendo que a la 13:00 se alcanzó un pico de 608.5 w/m². La FR fue superior en SOL en comparación con SOMBRA (P<0.01) y se observó un incremento en AM vs PM (P<0.01). Hubo un incremento de 0.2°C en la TC de los animales de SOL vs SOMBRA durante AM (P<0.05) y un incremento de 0.5 a 0.7° C en PM vs AM. No se presentaron efectos atribuibles al tratamiento ni hora de medición para FC. Bajo ECL, la presencia de sombra artificial para acceso voluntario durante el pastoreo, al parecer mitiga los efectos climáticos aun en animales tipo West African adaptados al trópico.

Palabras clave: estrés calórico, frecuencia cardiaca, frecuencia respiratoria, radiación solar, temperatura corporal

Shadow effect at grazing on some physiological variables of West African lambs under emergency conditions of mild heat

Abstract

To evaluate the effect of the presence of artificial shade in pastures on some physiological indices in West African female lambs in emergency situations of mild heat (EMH), 24 animals (13.1 ± 3.0 kg and 3-3.5 months old) were randomly assigned to the following treatments: a) SHADOW (n = 12): voluntary access to artificial shade during the hours of grazing, and b) SUN (n = 12): without access to natural or artificial shade. Weather conditions were characterized by environment temperature (°C), relative humidity (%) and solar radiation (RS; W/m2). Additionally, were defined the experimental conditions with environmental conditions of severe heat emergency, EMH and no heat emergency. Every two week was evaluated breathing frequency (BF) (movements/min), cardiac frequency (CF) (heartbeat/min) and corporal temperature (CT) (°C).These variables were averages twice daily (AM: between 07:30 and 09:00 hours and PM: between 15:00 and 17:00 hours). In both treatments there were weather conditions considered EMH. There was a reduction of 92.6% in the RS in SHADOW. The most elevated RS in SUN occurred between 12:00 and 14:00 hours (13:00 hours = 608.5 W/m2). The BF was higher in SUN vs SHADOW (P <0.01) and an increase was observed in AM vs. PM (P <0.01). There was an increase of 0.2 °C in CT in SUN vs SHADOW during AM (P <0.05) and an increase of 0.5-0.7°C in PM vs AM. No effects attributable to treatment or time of measurement for CF were presented. Under conditions of ECL, the presence of artificial shade for voluntary access for grazing apparently mitigates climate effects in West African lambs in the tropics.

Key words: body temperature, breathing frequency, cardiac frequency, heat stress, solar radiation

Introducción

La mayoría de los estudios sobre los efectos del estrés en la producción animal realizados en Venezuela son en pollos de engorde (De Basilio et al 2010). En ovinos tropicales, debido a su relativa adaptabilidad y resistencia, estudios de este tipo son escasos; sin embargo, con el propósito de mejorar el bienestar animal y debido a la importancia creciente de los ovinos como alternativa de producción animal en Venezuela, es importante intentar dilucidar la relación entre los factores climáticos y las respuestas fisiológicas y productivas de estos animales, los cuales pudieran usarse como modelo de grandes rumiantes.

Las variables fisiológicas son consideradas indicadores eficientes de la tolerancia de los animales a situaciones de estrés por calor (Souza et al 2010). Diferentes estudios demuestran que existen relaciones entre las condiciones climáticas del ambiente y la temperatura corporal (Brown-Brandl et al 2003; Souza et al 2005), frecuencia respiratoria (Abbi Saab y Sleiman, 1995; Souza et al 2010) y en menor grado, frecuencia cardiaca (Santos et al 2006).

Bajo condiciones de estrés calórico, el acceso voluntario a sombra durante el pastoreo, ya sea natural o artificial, pudiera mitigar el impacto de las condiciones climáticas, sobre todo, cuando las radiaciones solares son elevadas. Estudios preliminares realizados en los meses de mayor radiación solar en el estado Aragua, Venezuela, según registros históricos, demostraron el menor confort térmico en corderas y borregas pastoreando en potreros sin sombra (Pinto-Santini et al 2011). Con base en lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue evaluar la presencia de sombra artificial en los potreros sobre algunos índices fisiológicos en corderas tipo West African en situaciones de emergencia de calor leve.

Materiales y métodos

El estudio tuvo lugar en el Laboratorio Sección de Ovinos (LSO) del Instituto de Producción Animal (IPA), de la Facultad de Agronomía, Universidad Central de Venezuela. El IPA está localizado a una altitud de 432 msnm. El clima predominante en la zona es seco tropical (Holdridge 1979), con una precipitación de 600-800 mm anuales, concentrada entre los meses de mayo a octubre. La temperatura ambiente (TA) promedio es 26.5ºC, con mínimas de 21.0 y máximas de 32.0° C. La humedad relativa (HR) es de alrededor de 60% en los meses secos y de 80% en los meses de lluvia. El experimento se realizó entre agosto y septiembre, meses de lluvia, y tuvo una duración de seis semanas (42 días de evaluación).

Se utilizaron 24 corderas del tipo West African con peso y edad de 13.1±3.0 kg y 3-3.5 meses, respectivamente. Los animales fueron manejados en condiciones de semi-estabulación, con pastoreo de pasto estrella (Cynodon nlemfluensis) en las horas diurnas (08:00 a 16:00) y confinamiento en corrales el resto del tiempo y fueron suplementados diariamente con bloque mineral comercial y alimento concentrado a base de subproductos de cervecería (300 g/animal/día; 16% de proteína cruda).

Bajo un diseño completamente al azar, las corderas fueron separadas en dos tratamientos: a) SOMBRA (n=12): pastoreo continuo en potrero con acceso voluntario a sombra artificial brindada con cuatro techos de lona color verde. Estos techos, de 3 x 3 m cada uno, fueron colocados uno al lado del otro en posición este-oeste. La superficie total de sombra fue 36 m², equivalente a 3 m² por animal; b) SOL (n=12): consistió en el pastoreo continuo en potrero sin disponibilidad sombra natural o artificial.

La caracterización climática se realizó a través del registro, cada hora, de la TA (°C), HR (%) y radiación solar (RS) (w/m²), obtenidas a través de sensores electrónicos conectados a estaciones meteorológicas automáticas (Testo 625) ubicadas en el potrero con sombra y en el potrero sin sombra. Adicionalmente, los datos de precipitación (mm) fueron colectados de la estación meteorológica CENIAP-Maracay, ubicada a aproximadamente 2 km del LSO (Red Meteorológica del INIA). Se calculó el índice de confort térmico, ITH (índice temperatura-humedad), utilizando para ello la conversión de Valtorta y Gallardo (1996):

ITH = (1.8 TA + 32) – (0.55 – 0.55 HR/100) × (1.8 TA – 26)

Adicionalmente, siguiendo la metodología descrita por Saravia et al (2011) se definieron los días de experimentación en los que se presentaron las siguientes condiciones ambientales: 1) tres días consecutivos o más, con TA mínimas (TMIN) diarias ≥ 23º C y/o TA máximas (TMAX) diarias > 29º C; 2) ITH promedio diario > 72 durante tres días consecutivos o más, considerándose que la ola no se interrumpa si solo en un día no se alcanza este umbral; 3) si al menos durante tres días consecutivos o más el ITH horario fue ≥ 72 durante 14 horas o más. Los tres criterios anteriores permitieron establecer las siguientes situaciones: a) emergencia de calor severa (ECS), si se cumplen simultáneamente los tres criterios anteriores; b) emergencia de calor leve (ECL), si se cumple al menos uno de ellos y c) no emergencia de calor (NEC), si no se cumplen ninguno de los criterios mencionados. Estas categorías se corresponden con las definidas por Nienaber et al (2003) para bovinos Bos taurus.

La frecuencia respiratoria (FR, movimiento/min) fue determinada mediante observación directa del movimiento completo del flanco del animal, específicamente en la región del triángulo del ijar; la frecuencia cardiaca (FC, latidos/min) se midió a través de un estetoscopio, colocado en la región axilar izquierda del animal. Ambas mediciones fueron tomadas con cronometro durante 60 segundos. La temperatura corporal (TC, °C) se determinó con el uso de un termómetro digital Testo 110 y una sonda de inmersión/penetración, introducida durante 20 segundos a nivel del recto de cada uno de los animales a una profundidad de 5 cm. Todos los índices fisiológicos fueron medidos quincenalmente en día fijo y durante dos momentos del día (AM: entre las 07:30 y 09:00 horas y PM: entre las 15:00 y 17:00 horas).

El análisis estadístico de los datos se realizó con la metodología de análisis de varianza para medidas longitudinales usando el procedimiento MIXED de SAS. Mediante la técnica de Littell et al (1998), se seleccionó una estructura apropiada de covarianza. Las medias fueron estimadas por mínimos cuadrados y su comparación se realizó a través de la Prueba de Tukey. El modelo incluyó efecto del tratamiento (SOL vs SOMBRA), efecto de la semana (1, 2, 4, 6)  y sus respectivas interacciones.

Resultados

En el Tabla 1 se observan los valores promedios diarios y promedio de las horas diurnas (07:00 a 18:00 horas) y nocturnas (19:00 a 06:00 horas), durante el periodo experimental. No se presentaron diferencias relativas a los tratamientos para TA; sin embargo, se observó una importante variación térmica entre el día y la noche (P<0.01) con una diferencia de 7.7ºC entre los promedios diurnos y nocturnos. Las menores TA se alcanzaron entre las 04:00 y 07:00 (19.6 a 19.9ºC). La HR fue inferior en SOL; en promedio, bajo el techo, los valores fueron 8.3% más elevados (P<0.01). En las horas nocturnas, se observó un incremento importante de la HR en comparación con las horas diurnas de un 24.2% (P<0.01). Respecto al ITH, los resultados fueron similares entre tratamientos (P>0.05); los mayores valores se presentan en las horas diurnas, asociados a las altas TA presentadas durante el día. La RS presentada en SOMBRA fue significativamente menor a la presentada en SOL (P<0.01). Bajo techo, se observó, en promedio, una reducción de 92.6% de la RS. En la condición de SOL, las mayores RS se presentaron entre las 12:00 y las 14:00 horas, siendo que a la 13:00 se alcanzó un pico de 608.5 W/m².

En la Figura 1, se observan los valores diarios, durante los 42 días de experimentación, de los factores climáticos TA, TMAX y TMIN, HR, ITH y número de horas en que el ITH ≥ 72 unidades, los cuales permitieron establecer los días y tipo de emergencias de calor presentados. Según los criterios descritos por Saravia et al (2011), la condición relacionada con las TMAX ≥ 29ºC y/o TMIN ≥ a 23ºC por tres días consecutivos o más (primer criterio considerado), se obtuvo lo siguiente: ninguno de los 42 días evaluados se presentaron TMIN ≥ a 23ºC, tanto en SOL como en SOMBRA. Respecto a las TMAX, en 3/42 días, se presentaron valores < a 29.0ºC en SOMBRA y 2/42 días, en SOL, por lo tanto, el criterio de TMAX ≥ a 29.0ºC por tres días consecutivos o más, se cumplió para ambos tratamientos. El segundo criterio considerado fue el relativo a los ITH promedio por día ≥ a 72 unidades. En tal sentido, en SOMBRA, 3/42 días y en SOL, 5/42 días, los ITH promedios fueron < a 72, por lo tanto, para ambos tratamientos, se cumple con el segundo criterio. Respecto al número de horas en que se da la condición de ITH ≥ a 72 durante 14 horas o más, en SOL, 11/42 días se presenta este criterio, sin embargo, la condición no se presenta durante tres días consecutivos o más. En el caso de SOMBRA, 14/42 días el ITH es ≥ 72 por 14 horas o más y la situación se presenta durante tres días consecutivos en dos oportunidades de la fase experimental, entre el día 9 y el 11 y, entre los días 39 a 41. Lo anterior nos permite definir las siguientes situaciones: a) en SOL, no se presentaron ECS, pues durante la fase experimental, cuando se presentaron en forma simultanea los tres criterios establecidos, los mismos no ocurren durante tres días consecutivos o más. Sin embargo, sólo dos días, el 6 y el 12, no se cumple ninguno de los criterios mencionados por lo que se consideran como de NEC y 40/42 días, las condiciones climáticas pueden ser definidas como de ECL; b) en SOMBRA, en dos momentos de la fase experimental se presentan por tres días consecutivos, en forma simultánea, todos los criterios establecidos, por lo que los días 9 a 11 y los días 39 a 41, pueden ser catalogados como de ECS y el resto del tiempo, como ECL (Figura 1).

Respecto a la RS (W/m²), 4/42 días del experimento se presentaron RS promedio superiores a 35 W/m² (el día 15: 40.0; día 30: 35.1; día 37: 39.5 y día 40: 35.6) en SOMBRA y 8/42 días de la fase experimental se presentaron valores superiores a 350 W/m² (día 1: 377.2; día 9: 364.1; día 10: 377.6; día 17: 352.1; día 37: 421.2; día 38: 394.4; día 41: 407.5 y día 42: 366.5).

Índices fisiológicos: Frecuencia respiratoria (FR), frecuencia cardiaca (FC) y temperatura corporal (TC)

En el Tabla 2 se presentan los resultados de la FR. Las mayores FR se presentaron en SOL en comparación con SOMBRA (44 vs 47 movimientos/min durante AM para SOMBRA y 52 vs 59 movimientos/min durante PM para SOL; P<0.05). Se observa, tanto para las mediciones AM como PM, valores superiores en la semana inicial (P<0.01). No se presentó efecto de la interacción tratamiento x semana.

Figura 1. Temperatura ambiental (º C), humedad relativa (%), ITH promedio diario y número de horas/día en que se da la condición de ITH ≥ 72 en SOL (1a, 1c, 1e y 1g) y SOMBRA (1b, 1d, 1f y 1h). Se identifican los días experimentales en los que se presentan las condiciones de no emergencia de calor (NEC), emergencia de calor leve (ECL) y emergencia de calor severo (ECS).

No se presentaron efectos atribuibles al tratamiento ni a la hora de medición para la variable FC (Tabla 3). En AM, se observó efecto de la interacción entre el tratamiento y la semana. En tal sentido, la tendencia en el tiempo de la FC para SOL y SOMBRA AM evidencia un descenso en SOMBRA pero un incremento en la semana 4 en comparación con la 2 en el caso de SOL. Las mayores FC se presentaron en la semana 1 (P<0.01).

Respecto a la TC, se observó un incremento de 0.2°C en los animales pastoreando en SOL en comparación con SOMBRA en AM (P<0.05). Así mismo, entre las horas de mañana y las de la tarde, se observó un incremento de entre 0.5 y 0.7° (AM: 39.2 y PM: 39.7 en SOL; AM: 39.0 y PM: 39.7 en SOMBRA; P<0.01). No se presentó efecto de la semana de evaluación ni de la interacción entre el tratamiento y la semana para la TC durante AM. La tendencia en el tiempo de la TC en las horas PM refleja valores iniciales más elevados en ambos tratamientos pero, incrementos en la semana 4 y 6, respecto a la semana 2 en el caso de SOL y valores más elevados en la semana 6 y 2 en comparación con la 4 en el caso de SOMBRA (P<0.05) (Tabla 4).

Discusión

La acción combinada de la alta RS, TA y HR determina situaciones ambientales que pueden provocar reducciones importantes de la productividad animal. Los reportes de Saravia et al (2011), los cuales sirvieron de base al presente trabajo, demostraron que las respuestas fisiológicas en vacas varían en función de las condiciones meteorológicas. En tal sentido, reportaron mayores FR y TC en los animales bajo condiciones de ECS, tanto a las 06:00 como a las 15:00 horas (P<0.05) (FR_06:00 y FR_15:00: 34.8 y 70.2; TC_06:00 y TC_15:00: 38.8 y 39.8), en comparación con ECL y NEC (FR_06:00 y FR_15:00: 29.9 y 65.9; TR_06:00 y TR_15:00: 38.5 y 39.6 para ECL y, FR_06:00 y FR _15:00: 25.8 y 55.0; TR_06:00 y TR_15:00: 38.4 y 39.3 para NEC) (Saravia et al 2011).

Para el caso concreto de esta experiencia, se identificaron dos (2) ECS en SOMBRA, algunos días de NEC (sólo en SOL) y el resto del tiempo, en ambos tratamientos, las condiciones fueron de ECL. Las ECL estuvieron asociadas a las TMAX presentadas, siempre superiores a 29°C, HR con valores superiores a 70%, es decir, superiores al valor considerado aceptable en condiciones de termo-neutralidad (Bianca, 1965) e ITH promedio ≥ 72 unidades. En SOL, destacan los elevados niveles de RS, los cuales, combinados con la situación de ECL, crea condiciones ambientales que pudieron alterar la fisiología animal. En tal sentido, la presencia de sombra artificial en los potreros influyó en las FR y TC presentadas por los animales, siendo significativamente menores en SOMBRA en comparación con SOL (P<0.05). Resultados similares fueron presentados por Andrade et al (2007) en corderos machos de la raza Santa Inés y por Souza et al (2010) en novillas Jersey/Holstein. La FR de los corderos con acceso a sombra artificial con 50% de retención fue 73 mov/min en comparación con los valores presentados en los animales con exposición permanente al sol (134.6 mov/min; P<0.05) (Andrade et al 2007). Respecto a las novillas, Souza et al (2010) reportaron incrementos de 44.6 y 1.06% en las FR y TC, luego de someterlas a exposición solar directa (P<0.05).

Silanikove (2000) caracterizó el estrés calórico en bovinos con base a la FR (mov/min) de la siguiente forma: bajo, 40-60; medio-alto, 60-80; alto, 80-120; severo, superiores a 150 mov/min. En base a lo anterior, podría decirse que durante la mayor parte del experimento los animales se encontraban en situaciones de estrés bajo (FR<60). Valores entre 60-80 y/o > a 80 sólo se presentan en la semana inicial. En general, a partir de la S2 tanto los valores de FR como los de FC y TC descienden. Lo anterior podría asociarse a mecanismos de adaptación de este grupo de animales a las condiciones ambientales y de manejo presentadas.

La TC es el resultado del equilibrio entre la energía térmica producida y la energía térmica disipada. A pesar de las diferencias en las TC promedio presentadas entre SOL y SOMBRA en la mañana, las mismas, desde el punto de vista biológico, son consideradas normales para ovinos y caprinos (Souza et al 2005; Santos et al 2006). Dependiendo de la TA, los animales podrán hasta cierto punto mantener su TC por medio de la vasodilatación (aumento del flujo sanguíneo) y aumento de la temperatura superficial; a mayores TA, los animales empiezan a depender de mecanismo no sensible, evaporación, para perder calor, ya sea a través de la sudoración o la respiración. Para el caso concreto de esta experiencia, el mecanismo evaporativo, asociado al incremento en la FR en los animales de SOL fue, al parecer, el principal mecanismo de disipación de calor presentado por las corderas, lo que concuerda con lo expresado por Quesada et al (2001). Nonaka et al (2008) reportaron cambios en la TC de 38.9 a 40.1°C y FR de 32.8 a 90.5 mov/min en novillas Holstein al cambiarlas de 20 a 33 °C de TA a 60% de HR. Santos et al (2006) reportan medias de TC entre 39.0 y 39.6ºC en la mañana y 39.2 y 39.7 en la tarde; FC 122 a 133 am y 124 a 141 tarde; FR 47.3 a 83.3 am y 56 a 115 en la tarde en ovinos de las razas Morada Nova, Santa Ines y Dorper. Similares resultados fueron presentados por Quesada et al (2001). Veríssimo et al (2009) evaluaron la tolerancia al calor en ovejas de la raza Santa Inés según su coloración bajo las condiciones climáticas el estado de Sao Paulo en Brasil y, no encontraron diferencias en las TR entre los animales claros vs oscuros, concluyendo que los mismos estuvieron bien adaptados a esas condiciones. Para este estudio particular, las TR antes y después del estrés causado por la exposición solar directa fueron de 38.6 y 38.8 en animales claros y 38.5 y 38.7 en animales oscuros, respectivamente (Veríssimo et al 2009).

No hubo diferencias relativas a los tratamientos para la FC. La FC es una variable sujeta a un gran número de factores adicionales de la TA, incluida la individualidad, temperamento y/o grado de excitación. Detweiler (1993) señala que la FC límite en ovinos y caprinos en reposo es de 70 a 80 latidos/min. Para esta experiencia, los valores promedio estuvieron cercanos a 117 latidos/min; los mayores valores se presentaron en la semana inicial (133 latidos/min) (P<0.05). Similar a los resultados obtenidos en este ensayo, Quesada et al (2001) en ovinos y Souza et al (2005) en cabras, reportan que no hay cambios en la FC de los animales entre la mañana y la tarde.

Estudios para determinar los parámetros fisiológicos y gradientes térmicos en cabras de diferentes grupos genéticos, demostraron que las TC y FR en horas de la tarde (15:00 horas) son superiores a las presentadas en la mañana (09:00 horas) (TC: 39.5 y 39.7; FR: 42.3 y 60.6, am y pm, respectivamente; P<0.05) y, no reportan cambios en la FC (127.9 am y 125.2 pm; P>0.05) (Souza et al 2005). Asi mismo, estos autores señalan que, en relación a los grupos genéticos, los animales ½ Boer + ½ mestizos indefinidos, por presentar valores inferiores de FR en comparación con los mestizos ½ Anglo-Nubiana + ½ mestizos indefinidos y ½ Moxotó + ½ SRD, pueden ser considerados como más adaptados.

Conclusión

• Durante la fase experimental, la temperatura ambiental promedio resultó ser 0.1 °C mayor en los potreros de sombra comparados con los de sol. La humedad relativa promedio fue 8.3% mayor en sombra. Sin embargo, el ambiente físico sombreado representó una reducción en 92.6% de la carga térmica radiante.
  
  
• Respecto a los índices fisiológicos, la frecuencia respiratoria fue superior en los animales pastoreando en potreros sin presencia de sombra, tanto en la mañana, como en la tarde. Similares resultados fueron presentados para la temperatura corporal de la mañana. La no diferencia entre tratamientos presentada en la temperatura corporal de las corderas durante la tarde, demuestra la adaptabilidad de estos animales a las condiciones ambientales presentadas. No se presentaron diferencias entre tratamientos relativas a la frecuencia cardiaca. Bajo condiciones de emergencia de calor leve, como las presentadas en esta experiencia, la presencia de sombra artificial para acceso voluntario durante el pastoreo, al parecer mitiga los efectos climáticos aun en animales tipo West African adaptados al trópico.

Agradecimientos

 Este trabajo es parte del proyecto de grupo PG-01-8308-2011/1, financiado por el Consejo de Desarrollo Científico y Humanístico de la Universidad Central de Venezuela.

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Received 9 June 2014; Accepted 15 October 2014; Published 3 November 2014

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