Recommandations de l’Académie Nationale de Médecine





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INTRODUCTION


Le squelette assure des fonctions de soutien et joue un rôle important dans les homéostasies minérale et acide-base. Une fonction de soutien efficace implique un système osseux solide, qu'assurent une masse suffisante et une structure adaptée. Le capital osseux maximal est atteint en fin de deuxième décennie de vie et, dans des conditions normales, permet de résister avec succès à une contrainte mécanique[1]. Entre 60 et 80% de la variance du capital osseux de l'âge moyen sont déterminés par des facteurs génétiques, dont l'influence s'exerce dès la naissance, voire au cours de la vie foetale[2, 3]. Des facteurs environnementaux peuvent modifier les influences génétiques, compromettre l'accumulation du capital osseux, augmenter la fragilité osseuse et, par conséquent, exposer à un risque accru de fracture. Dans la perspective d'une prévention primaire efficace, et afin d'affronter avec un capital osseux aussi optimal que possible les dégâts osseux liés à la carence hormonale de la ménopause et à l'âge avançant, il est primordial de tirer bénéfice du contrôle de ces facteurs environnementaux (Fig. 1). Ainsi, au cours de la croissance, dans l'enfance et l'adolescence, promouvoir une nutrition équilibrée et un exercice physique régulier, et éviter des facteurs de risque néfastes, tels que tabac et alcool, sont des mesures préventives de l'ostéoporose à privilégier absolument[4].

NUTRITION ET CROISSANCE OSSEUSE


Tout au long de l'enfance et de l'adolescence, la croissance et l'augmentation de la masse minérale osseuse suivent une courbe, une voie déterminée génétiquement[2]. Toute carence nutritionnelle peut altérer la croissance et déplacer les sujets vers une courbe moins favorable, conduisant à un capital maximum insuffisant. Au contraire, des apports nutritionnels adéquats permettent de suivre la meilleure courbe de croissance osseuse possible et, partant, d'atteindre un capital osseux optimal. Après la ménopause, toute réduction de la densité minérale osseuse d'1 écart-type (environ 10%) est associée à un doublement du risque fracturaire[5]. Par conséquent, une augmentation de 10% du capital osseux maximal devrait conduire à une diminution significative du risque de fracture dans la deuxième moitié de l'existence. Deux nutriments ont fait l'objet d'une attention particulière: le calcium et les protéines.

Apports calciques et croissance osseuse

Diverses études ont mis en évidence une association positive entre gains osseux et apports calciques. Ces associations semblent s'observer plus volontiers avant la puberté. Une relation causale ne peut cependant pas être établie avec certitude sur la base d'études d'associations. Des études d'intervention contrôlées contre placebo offrent un degré d'évidence plus convaincant. Des suppléments de calcium, donnés sous forme d'ultrafiltrats du lait, augmentent la densité et la masse minérales osseuses, plus particulièrement au niveau du squelette périphérique, aussi bien chez la fillette que chez le garçon prépubères[6, 7]. Le bénéfice semble persister au moins une année après l'arrêt de la supplémentation. Ces effets positifs ont été attribués à une diminution du remodelage osseux et, par conséquent, à un comblement de l'espace de résorption. En revanche, lorsqu'un sel de phosphate de calcium ou un extrait de calcium laitier est administré, au lieu de carbonate ou de citrate-malate de calcium, un effet supplémentaire sur la taille des os, le modelage, a été suggéré.

On ne sait pas encore avec certitude si le gain osseux persiste après l'arrêt de la supplémentation. Une méta-analyse récente de tous les essais thérapeutiques publiés comparant un supplément de calcium à un placebo conclut à un effet durable, au niveau du membre supérieur tout au moins[8]. Dans un suivi à long terme, jusqu'à l'âge adulte, d'une cohorte de jeunes filles ayant participé à l'âge de 8 ans à une étude d'intervention avec 850 mg de supplément calcique d'origine laitière par jour, on a constaté une persistance de l'effet sur le capital osseux maximal dans la moitié de l'effectif avec une ménarche plus précoce[9]. Cela pourrait suggérer qu'un effet prolongé du calcium sur le modelage s'observe pour autant que le supplément intervienne près de la ménarche.

Apports protéiques et croissance osseuse

Au cours d'études longitudinales, il apparaît que les gains osseux sont proportionnels à la quantité de protéines alimentaires ingérées, même après ajustement pour les apports calciques [10, 11]. Cette association positive est principalement observée avant la puberté. Il semble aussi que les apports protéiques modulent les effets du calcium sur le gain de masse osseuse de garçons prépubères[12]. En effet, le bénéfice osseux d'une supplémentation calcique n'intervient que chez les garçons avec apports protéiques spontanés inférieurs à la médiane. Au-dessus de celle-ci, la différence n'est pas significative, suggérant qu'à apports protéiques élevés, les besoins en calcium pour une croissance optimale pourraient être moindres.

Dans une étude prospective portant sur des enfants et adolescents entre 6 et 18 ans, les apports nutritionnels ont été enregistrés de manière annuelle, sur une période de 4 ans[13]. La taille et la masse des os de l'avant-bras, mesurées par scanner, de même qu'une évaluation indirecte de la résistance aux fractures, étaient positivement corrélées aux apports protéiques. Il n'existe pas à l'heure actuelle d'étude d'intervention avec un supplément protéique, afin de déterminer si la corrélation mentionnée ci-dessus est une association ou une relation causale. La production hépatique de l'hormone IGF-I est stimulée par les protéines alimentaires ingérées[11]. L'IGF-I augmente la croissance longitudinale et radiaire des os; de plus, en stimulant la réabsorption tubulaire du phosphore et la synthèse rénale de calcitriol, ce qui conduit donc à une absorption intestinale plus élevée de calcium et phosphore, l'IGF-I contribue à assurer un environnement minéral approprié pour la minéralisation du tissu osseux nouvellement formé (Fig. 2).

Produits laitiers et croissance osseuse

En plus du calcium, du phosphore, des calories et des vitamines, un litre de lait apporte 32 à 35 g de protéines, principalement de la caséine, mais aussi les protéines du petit lait qui contiennent de nombreux facteurs de croissance cellulaire (Tableau 1). Nombre d'études transversales et longitudinales concluent à un effet favorable des produits laitiers sur la santé osseuse[14-18]. Une carence en produits laitiers au cours de l'enfance prédispose aux fractures[19]. Une association positive existe entre gains osseux, capital osseux maximal à l'âge adulte, et dimensions osseuses, stature, et consommation de produits laitiers. On pourrait alors envisager que le calcium influence surtout le remodelage et, partant, la densité volumique, alors que les protéines auraient un effet sur le modelage, donc la taille des os. Les deux phénomènes contribueraient à assurer une meilleure solidité, une meilleure résistance mécanique et, partant, un moindre risque fracturaire.

Les premières études d'intervention avec des suppléments de lait se sont déroulées en Angleterre à la fin des années 1920. En fournissant environ 0.5 l de lait par jour aux enfants dans les écoles, le gain de taille a été augmenté. Nombre d'essais ont confirmé par la suite les bénéfices osseux des produits laitiers sur la santé osseuse. Dans une étude randomisée et contrôlée, des jeunes filles de 12 ans ont reçu une pinte de lait, correspondant à 568 ml[20]. Comparées au groupe contrôle, ces jeunes filles ont eu un gain de masse minérale osseuse supérieur, particulièrement au niveau des membres inférieurs, associé à des taux sériques d'IGF-I plus élevés. Comparé à du calcium sous forme de comprimés, un supplément de fromage a augmenté la masse d'os cortical[21]. Un effet sur le modelage osseux est probable, vu que le diamètre des os métacarpiens était augmenté de manière significative chez des enfants chinois recevant un supplément de lait.

CONCLUSIONS

La croissance osseuse est influencée par les apports nutritionnels, particulièrement le calcium et les protéines. Les produits laitiers, qui fournissent ces deux nutriments, pourraient améliorer le capital osseux de l'âge adulte, et contribuer ainsi à réduire le risque fracturaire plus tard dans la vie.

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Tableau 1° : Teneurs moyennes en calcium, phosphore, protéines et énergie des produits laitiers:




Calcium

(mg/100 g)

Phosphore

(mg/100 g)

Protéines

(g/100 g)

Energie

(kcal/100 g)

Lait de vache

125

99

3.3

65

Petit-lait

105

97

3.5

36

Camembert

680

500

19.7

306

Emmental

1090

810

28.6

404

Parmesan

1220

770

36.3

400


LEGENDES DES FIGURES

Figure 1

Croissance osseuse et capital osseux de l'âge moyen. Les apports nutritionnels, particulièrement ceux en calcium et en protéines, peuvent moduler la croissance principalement déterminée de manière génétique.

Figure 2

Effets des protéines alimentaires sur la production de l'IGF-I et sur l'homéostasie du calcium et du phosphore.

IGF-I: Insulin-like growth factor 1.







Lait et produits laitiers

dans la prévention et le traitement des maladies par carence
Charles Joël MENKES

Académie nationale de médecine


RESUME
En occident, le lait et les produits laitiers dérivés sont la principale source du calcium, indispensable, non seulement, à la régulation du métabolisme osseux, mais aussi à l’activation des systèmes enzymatiques, à la coagulation sanguine et à la contraction musculaire. Par contre, en Extrême-Orient et dans une grande partie de l’Afrique, l’apport calcique est assuré, surtout, par les végétaux et les poissons.

Les apports quotidiens recommandés varient selon les pays et les institutions. À partir de 10-12 ans, les besoins sont de 1000 mg par jour, mais augmentés à 1200-1500 mg par jour, à l’adolescence (14-18 ans), en fin de grossesse, après la ménopause et chez l’homme de plus de 65 ans. Les doses supérieures à 2000 mg par jour sont inutiles, la limite inférieure étant fixée à 700-800 mg par jour. Le régime optimal correspond, quotidiennement, à trois prises de laitages.

Le rôle préventif du calcium sur l’ostéoporose est controversé, mais on s’accorde sur l’importance de corriger une éventuelle carence, plus inquiétante si elle est associée à un déficit en vitamine D. La correction de la carence vitamino-calcique permet de prévenir les fractures des sujets âgés. Elle est obligatoirement associée aux traitements, préventifs ou curatifs, de l’ostéoporose. Elle s’impose aussi chez les sujets qui ont des facteurs de risque d’ostéoporose.

Le tissu osseux extra cellulaire se compose, grossièrement, pour moitié de protéines, dont le collagène de type I et pour moitié de cristaux de phosphate de calcium. C’est dire l’importance d’une diététique correcte pour l’acquisition et le maintien d’une masse osseuse optimale car l’os est une structure en perpétuel renouvellement. Chaque cycle de remodelage comporte une phase de résorption osseuse suivie d’une phase de formation osseuse. L’équilibre entre résorption et formation est sous la dépendance de nombreux facteurs, hormones, cytokines, facteurs de croissance, activité physique, apports alimentaires. La résultante entre les quantités d’os formé et d’os résorbé est la balance osseuse qui devient négative en cas d’ostéoporose, avec une fragilisation de la matrice osseuse.

En raison du vieillissement de la population, l’ostéoporose est un problème de santé publique majeur en raison du risque de fractures et de la répercussion sur la qualité de vie des patients. L’ostéoporose se manifeste cliniquement dans des sites où il existe une proportion relativement importante d’os trabéculaire, c’est-à-dire les vertèbres (50% d’os trabéculaire), la hanche (30% d’os trabéculaire), le radius 1,2.

De nombreux facteurs interviennent pour maintenir la solidité de l’os, mais la masse osseuse est l’un des plus importants. Une perte de 12% à 15% de la masse osseuse double le risque de fracture. Toute diminution de la réserve en calcium du squelette entraîne une diminution de la masse osseuse avec fragilisation et risque de fracture 3

Des besoins journaliers en calcium ont été définis pour couvrir chez l’adulte les pertes par la peau, la sueur, les ongles, les urines et les sécrétions digestives, soit 4 à 8 mmol/jour, en fonction de l’activité physique et des autres composants du régime, notamment du sodium qui augmente la calciurie. Un manque de calcium stimule la sécrétion de parathormone qui favorise la résorption osseuse 2. Le calcium soluble du sang (1%) intervient également dans la contraction musculaire, la régulation de la pression artérielle, la transmission nerveuse et l’activation des systèmes enzymatiques.

La dose journalière conseillée chez l’adulte, jusqu’à la ménopause, est de 25 mmol (1000mg) /jour et à partir de la ménopause de 37,5 mmol (1500mg)/jour 4.

Pendant la croissance, un apport suffisant de calcium est nécessaire pour acquérir un pic de masse osseuse correct, mais il n’y a pas de bénéfice supplémentaire à attendre d’un apport calcique supérieur au besoin. Il est conseillé de 2 à 8 ans : 35mmol (1400mg)/jour et de 9 à 17 ans : 37 mmol(1500mg)/jour 1. Les recommandations d’apport calcique varient selon les experts et d’un pays à l’autre  et certains travaux, récents, mettent en doute l’intérêt à long terme du pic de masse osseuse acquis dans l’enfance 6.
Tableau 1.- Apports calciques journaliers recommandés 5

Âge France CEE USA

1-3 ans 600 400-800 800

4-9 ans 700 400-800 800

10-12 ans 1000 600-1200 1200

12-19 ans 1200 600-1200 1200

Adulte 800-900 500-1000 800

Grossesse 1000-1200 600-1450 1200

Allaitement 1200 900-1500 1200
Les produits non laitiers, la viande, les légumes et les fruits, apportent environ 200mg/jour de calcium, le complément étant assuré par les produits laitiers et les eaux minérales plus ou moins riches en calcium 7.

La teneur en calcium des produits laitiers (Tableau 2) varie de 120mg/100g pour les moins riches (lait entier ou demi écrémé, fromage de Brie ou de chèvre frais) à 1200mg pour le Beaufort et le Gruyère 7.
Tableau 2.- Teneur en calcium des principaux produits laitiers 7

Lait et dérivés

Lait entier ou ½ écrémé 120

Yaourts 150

Fromages frais 120

Petits-suisses 100

Crèmes glacées 130-160

Fromages

Brie 120

Chèvre frais/sec 120/200

Camembert, Pont l’Évêque 400
La teneur en calcium du lait humain est plus faible que celle du lait de vache, en moyenne 28-30 mg de calcium pour 100 g avec un rapport calcium/phosphore de 2, ce qui est considéré comme optimal pour l’absorption digestive du calcium. Ce rapport n’est que de 1,2 dans le lait de vache 

En Afrique noire, la ration quotidienne de calcium est faible, 300-400 mg/jour. Une étude récente a montré qu’un apport supplémentaire de 1500 m de carbonate de calcium chez des femmes enceintes ne modifiait ni la teneur en calcium du lait maternel, ni le métabolisme osseux de l’enfant, jusqu’à 1an 8. Au Japon, la ration de calcium recommandée par le ministère de la santé, de 600mg/jour, est rarement atteinte et les produits laitiers ne représentent que 32% car ils sont moins prisés que dans les pays occidentaux, en raison de la fréquence de l’intolérance au lactose 9. Cette carence doit être corrigée car la durée de vie augmente et le nombre de fractures du col du fémur a doublé de 1987 à 2002 9. En Malaisie, une étude portant sur un groupe de 173 chinoises ménopausées a montré qu’un apport de lait supplémentaire pouvait réduire la perte osseuse, mesurée par l’ostéodensitométrie avec un effet rémanent possible à 21 mois. L’apport calcique était de 710mg/jour dans le groupe avec lait et de 466mg/jour dans le groupe contrôle 10.

Les produits laitiers sont également une source de magnésium, potassium, zinc, sodium, folate, thiamine, riboflavine, vitamines B6, B12, A, E et D 11.

Le rôle du calcium dans la prévention de l’ostéoporose et du risque de fractures a été très controversé 12,13. Comme l’indique HEANEY , l’ostéoporose est une maladie plurifactorielle qui ne se résume pas à un problème de supplément diététique en calcium. Une revue générale portant sur 139 publications depuis 1975, dont 52 études randomisées et contrôlées, a montré, sauf dans deux cas, un effet positif sur l’os. Par contre les résultats des études de cohorte sont plus difficiles à interpréter en raison de la difficulté d’évaluer rétrospectivement la quantité exacte de calcium absorbé à long terme. Chez les sujets âgés de plus de 65 ans un supplément en calcium de 1300 mg à 1700mg/jour réduit la perte osseuse et le risque fracturaire, en présence de vitamine D, qui intervient dans l’absorption du calcium.

À distance de la ménopause, la privation d’œstrogènes, la carence alimentaire en calcium, la carence en vitamine D favorisent la dégradation osseuse. CHAPPUY et coll. 14 ont montré que l’association de vitamine D3 et de calcium permettait de diminuer le risque de fracture du col fémoral chez des femmes âgées, en institution.

Une méta-analyse portant sur l’efficacité des suppléments en calcium pour prévenir la perte osseuse des femmes ménopausées a été publiée en 2003, par The Cochrane Collaboration 15.

L’étude a porté sur 15 publications de grande qualité, représentant 1800 femmes ménopausées

traitées par placebo ou calcium, à raison de 500mg à 2000mg/jour, avec ou sans vitamine D. L’étude de CHAPPUY et coll. 14 a été écartée en raison d’une dose journalière de vitamine D dépassant les 400UI/jour, ce qui laissait planer un doute sur la part respective du calcium et de la vitamine D, dans la prévention des fractures du col.

La mesure de la densité minérale osseuse a montré que la perte osseuse chez les femmes qui avaient pris du calcium, pendant 2 ans et plus, était moindre que celles qui étaient sous placebo.

Peu d’études ont été faites sur la prévention des fractures par les suppléments de calcium, cependant la méta-analyse montre une tendance à la réduction des fractures vertébrales et une moindre tendance à la réduction des fractures non vertébrales, en particulier, le poignet et la hanche.

Les auteurs concluent sur l’importance d’un apport suffisant de calcium, avec ou sans vitamine D, selon qu’il y a ou non carence, pour prévenir la perte osseuse.

La controverse a été relancée par une publication récente mettant en cause l’intérêt du calcium dans la prévention secondaire des fractures 16. Cette étude prospective, randomisée, contre placebo, a comparé chez 5292 sujets de plus de 70 ans, ayant déjà eu une fracture et non immobilisés, l’effet de 1g/jour de calcium, de 800 UI de vitamine D ou des deux associés. Avec un suivi de 24 à 62 mois, quel que soit le traitement, aucune différence dans la prévention de nouvelles fractures n’est constatée par rapport au placebo.

La discussion reste ouverte, car malgré l’importance numérique de l’étude, un certain nombre de biais méthodologiques ne permettent pas une conclusion définitive et incitent à proposer de nouvelles études 17.

En cas de lithiase urinaire calcique, il convient non seulement d’assurer une diurèse quotidienne d’au moins 2 litres, mais aussi, contrairement à ce que l’on pourrait penser, un apport en calcium de 800mg à 1000mg par jour, pour éviter l’ostéolyse et l’aggravation de l’hypercalciurie 7,18.

Un apport suffisant de calcium est donc indispensable, un taux normal de vitamine D étant assuré, notamment chez l’enfant et les sujets de plus de 65 ans et tout spécialement chez les femmes âgées, ménopausées de longue date.

Cet apport calcique est assuré par les produits laitiers complétés, éventuellement, par des sels de calcium par voie orale et des eaux minérales naturelles riches en calcium. Trois ou quatre prises de produits laitiers, par jour, suffisent à couvrir les besoins 19.

Les carences en calcium sont relativement rares contrairement aux carences en vitamine D, indispensable à l’absorption intestinale du calcium.

L’hypovitaminose D est fréquente en fin de grossesse, surtout en hiver et au printemps, et demande à être corrigée 20. Le manque de vitamine D est particulièrement important dans les pays nordiques, en hiver, et mal couvert par les produits laitiers 21. En France, une enquête portant sur 20 villes et 1569 sujets, a mis en évidence une carence dans 14% des cas, avec des valeurs plus basses dans le nord du pays. Une constatation analogue a été faite chez 1195 femmes belges ménopausées, même lorsqu’elles recevaient des suppléments vitamino-calciques 22,23. L’insuffisance en vitamine D favorise l’hyperparathyroïdisme secondaire, facteur d’ostéolyse avec un accroissement du risque fracturaire.

La dose quotidienne, souhaitable, de vitamine D est de 700-800 UI avec une concentration sérique d’au moins 75 nmol/l 24.

L’utilisation de lait enrichi en calcium et en vitamine D permet de contrôler l’hyperparathyroïdie réactionnelle et agit favorablement sur la densité minérale osseuse, en fonction des sites de mesure 25,26.

Le traitement ou la prévention d l’ostéoporose fracturaire par les bisphosphonates doit être associé à un apport de calcium et vitamine D suffisant, tout en sachant que la prise simultanée de calcium inhibe l’absorption intestinale des bisphosphonates. Une étude comparant l’effet du calcium alimentaire (>/= 800mg/jour) avec 400 UI de vitamine D, à l’alendronate 10mg/ jour, avec ou sans 1000mg de calcium a montré une augmentation de densité minérale osseuse, chez des femmes ménopausées, pour les groupes traités par l’alendronate. L’association au calcium avait comme seul effet, de diminuer un peu le facteur de résorption NTx 27.

La pertinence clinique d’un apport en calcium basé majoritairement sur les produits laitiers, a été très contestée, par le journaliste scientifique Thierry SOUCCAR 28. Il estime que l’industrie agroalimentaire mondialisée, encourage une surconsommation de lait et de produits lactés, grâce à une publicité aguicheuse, basée sur des travaux discutables. Le lait de vache ne serait pas adapté à l’alimentation humaine et l’apport excessif en calcium favoriserait l’ostéoporose post-ménopausique, par épuisement des ostéoblastes, entre autres méfaits. Malgré une attitude très polémique et très orientée, ce document a le mérite d’attirer l’attention sur l’arbitraire de la ration calcique recommandée et sur l’intérêt de diversifier les sources de calcium.

Toutes ces controverses ont conduit un groupe d’experts à tenter de se mettre d’accord sur la prescription de calcium et vitamine D pour prévenir et traiter l’ostéoporose 29.

Le taux sanguin de 25-hydroxyvitamine D (25(OH)D) nécessaire au maintien d’une sécrétion de parathormone normale a été fixé à 50 nmol/l.

Pour la consommation de calcium, les recommandations varient de 400 à 1500 mg/jour. Un apport systématique de calcium, en l’absence de facteurs de risque d’ostéoporose, n’est pas recommandé. Un supplément de calcium et vitamine D est réservé aux femmes qui ont un risque élevé d’ostéoporose, aux femmes ostéopéniques et ostéoporotiques. La dose de vitamine D doit être suffisante pour assurer un taux sanguin d’au moins 50 nmol/l. En cas de carence en calcium avérée, la quantité de calcium et de vitamine D sont fixées en fonction de l’importance de la carence.

Après 65 ans, l’absorption intestinale du calcium et la capacité d’adaptation à un régime pauvre en calcium diminuent. Le risque de fracture est réduit par le calcium et la vitamine D associés, soit 1000-1200 mg de calcium et 800 UI de vitamine D par jour. Une surveillance de cette association s’impose pour éviter les risques de surdosage.

Tout traitement de l’ostéoporose doit être associé à du calcium et de la vitamine D.

Conclusion.

Le calcium et la vitamine D sont indispensables pour assurer un remodelage osseux équilibré. En France et dans les pays occidentaux, la principale source de calcium alimentaire provient du lait et des produits laitiers. Il est inutile de dépasser la dose quotidienne de calcium recommandée, soit 3 prises par jour, la limite supérieure étant de 2g/jour.

L’absorption intestinale du calcium se fait en présence de vitamine D et de nombreuses études de population ont montré la relative fréquence de l’hypovitaminose D dans certaines populations, nord de la France, pays nordiques, femmes enceintes, sujets âgés. La dose efficace, en prévention, est de 800UI/jour, visant à assurer un taux sanguin de 50 nmol/l.

Il est inutile de donner des suppléments calciques à des sujets normaux. Par contre, quelles que soient les controverses et les biais méthodologiques des différentes publications, un supplément de calcium et vitamine D est nécessaire chez les femmes qui ont des facteurs de risque d’ostéoporose, en cas d’ostéopénie et d’ostéoporose, chez les sujets âgés, en institution notamment. Tous les traitements de l’ostéoporose doivent être associés à un supplément en calcium et vitamine D.

L’observance de la prise médicamenteuse de calcium est très mauvaise. Elle peut être compensée par la consommation de produits laitiers, en quantité raisonnable, de préférence allégés en matières grasses et enrichis en vitamine D. Celle-ci n’est pas présente, naturellement, en quantité suffisante, dans le lait.
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