生理學(xué)第四章呼吸_第1頁(yè)
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生理學(xué)第四章呼吸第1頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一呼吸概念及其意義:

機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過(guò)程.呼吸過(guò)程:O2CO2O2CO2肺血液循環(huán)組織細(xì)胞

肺通氣肺換氣氣體運(yùn)輸組織換氣外呼吸內(nèi)呼吸第2頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

第一節(jié)呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1、呼吸道:勾通肺泡與外界環(huán)境的氣體通道

上呼吸道:鼻、咽、喉呼吸道—

下呼吸道:氣管、支氣管及在肺內(nèi)的分支呼吸道的主要功能:(1)調(diào)節(jié)氣道阻力:通過(guò)調(diào)節(jié)氣道阻力從而調(diào)節(jié)進(jìn)出肺的氣體的量、速度和呼吸功(2)保護(hù)功能:對(duì)吸入氣體進(jìn)入加溫、濕潤(rùn)、過(guò)濾、清潔作用和防御反射等保護(hù)功能。第3頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一第4頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一第5頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

2、呼吸道平滑肌:氣管至終末細(xì)支氣管管壁,形成完整的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)受交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的雙重支配,調(diào)節(jié)呼吸道管徑吸氣:交感神經(jīng)(+)平滑肌舒張,管徑增大呼氣:迷走神經(jīng)(+)平滑肌收縮,管徑減小神經(jīng)遞質(zhì)的作用:膽堿類物質(zhì):迷走神經(jīng)類作用去甲腎上腺素類物質(zhì):交感神經(jīng)類作用第6頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

3、肺泡:肺泡氣與血液進(jìn)行氣體交換的場(chǎng)所

動(dòng)畫\肺結(jié)構(gòu).swf第7頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一4、胸廓與胸膜腔(1)胸廓(2)呼吸肌

1)吸氣肌:膈肌、肋間外?。ㄖ鳎恍苯羌?、胸鎖乳突肌(輔)

2)呼氣?。焊辜 ⒗唛g內(nèi)?。?)胸膜腔負(fù)壓

第8頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一第9頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一一.肺通氣的原理肺通氣的動(dòng)力>

肺通氣的阻力肺通氣(一)肺通氣的動(dòng)力

直接動(dòng)力:大氣與肺泡氣之間的壓差(大氣壓—肺內(nèi)壓)

原動(dòng)力:呼吸運(yùn)動(dòng)呼吸運(yùn)動(dòng)胸膜腔內(nèi)壓變化肺內(nèi)壓改變大氣壓與肺內(nèi)壓壓差改變第二節(jié)肺通氣第10頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一1.呼吸運(yùn)動(dòng)定義:是指呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴(kuò)大和縮小。參與呼吸的肌肉:主要吸氣?。弘跫『屠唛g外肌主要呼氣肌:肋間內(nèi)肌和腹肌輔助吸氣?。盒苯羌?、胸鎖乳突肌等第11頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(1)呼吸過(guò)程(2)型式1)腹式呼吸和胸式呼吸2)平靜呼吸和用力呼吸第12頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(1)平靜呼吸:節(jié)能的最佳呼吸方式(主動(dòng)、被動(dòng))

吸氣:主動(dòng)吸氣肌(+)→

胸廓擴(kuò)大→肺擴(kuò)大→肺容積↑→肺內(nèi)壓↓→吸氣

呼氣:被動(dòng)吸氣肌(–)→

胸廓縮小→肺縮小→肺容積↓→肺內(nèi)壓↑

→呼氣(2)用力呼吸:耗能高(主動(dòng)、主動(dòng))

吸氣:主動(dòng)吸氣?。?)→胸廓擴(kuò)大→肺擴(kuò)大→肺容積↑→肺內(nèi)壓↓→吸氣

呼氣:主動(dòng)

呼氣?。?)→

胸廓縮小→肺縮小→肺容積↓→肺內(nèi)壓↑→呼氣↑

呼吸輔助肌(+)吸氣肌(

–)第13頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一2.肺內(nèi)壓:肺泡內(nèi)的壓力.1)變化過(guò)程:肺內(nèi)壓的周期性變化2)變化程度:吸氣末、呼氣末:肺內(nèi)壓=大氣壓壓力差=0無(wú)氣體流動(dòng)平靜吸氣時(shí):肺內(nèi)壓:-1~-2mmHg用力吸氣時(shí):肺內(nèi)壓:-100~-30mmHg平靜呼氣時(shí):肺內(nèi)壓:+1~+2mmHg用力呼氣時(shí):肺內(nèi)壓:+60~+140mmHg3)人工呼吸第14頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一吸\呼氣時(shí)肺內(nèi)壓變化第15頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一3.胸膜腔內(nèi)壓1)胸膜腔:密閉性,胸膜間漿液分子的內(nèi)聚力2)胸膜腔負(fù)壓的形成:

胸內(nèi)壓

=

肺內(nèi)壓肺回縮力

(設(shè)大氣壓為0)

吸氣末或呼氣末:肺內(nèi)壓=大氣壓

胸內(nèi)壓=大氣壓肺回縮力=肺回縮力胸膜腔負(fù)壓是由肺的彈性回縮力造成的.

吸氣負(fù)壓↑呼氣負(fù)壓↓(胸廓與肺的生長(zhǎng)速度不同步)

C、在平靜呼氣末胸膜腔內(nèi)壓為負(fù)值。原因:在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,胸廓生長(zhǎng)的速度比肺快,其自然容積大于肺的自然容積,所以肺始終處于擴(kuò)張轉(zhuǎn)態(tài)。第16頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一3)測(cè)定方式

胸膜腔內(nèi)壓=肺內(nèi)壓-肺回縮力=-肺回縮力胸膜腔內(nèi)壓測(cè)定平靜呼氣末:-5~-3mmHg

用力呼氣末:-90mmHg

平靜吸氣末:-10~-5mmHg用力吸氣末:110mmHg4)胸膜腔負(fù)壓的生理意義

A、作用于肺,牽張其擴(kuò)張。

B、作用于胸腔內(nèi)壁薄而擴(kuò)張性大的腔靜脈和胸導(dǎo)管。促進(jìn)靜脈血和淋巴的回流。第17頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(二)肺通氣的阻力彈性阻力肺彈性阻力肺的彈性回縮力(1/3)

肺泡表面張力(2/3)

胸廓彈性阻力非彈性阻力氣道阻力(主要)慣性阻力組織粘滯阻力

肺通氣的阻力第18頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

1、肺的彈性阻力和順應(yīng)性:(1)彈性阻力和順應(yīng)性彈性阻力:彈性組織受到外力作用發(fā)生變形時(shí)所產(chǎn)生的對(duì)抗變形的力.順應(yīng)性(compliance):在外力作用下彈性組織的可擴(kuò)張性.順應(yīng)性=彈性阻力1肺順應(yīng)性(CL)=肺容積變化(△V)跨肺壓變化(△P)L/cmH2O肺順應(yīng)性反映了肺擴(kuò)張的難易程度,與彈性阻力成反比,肺順應(yīng)性大,肺易擴(kuò)張:肺順應(yīng)性小,肺不易擴(kuò)張。

第19頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(2)肺彈性阻力的來(lái)源A:肺組織的彈性回縮力(占1/3)來(lái)源于彈力纖維和膠原纖維

肺擴(kuò)張彈力纖維和膠原纖維被牽拉

彈性回縮力增大B:肺的液-氣界面的表面張力(占2/3)表面張力:存在于液-氣界面使液體表面積盡量縮小的力.

肺泡表面張力:球形液-氣界面,表面張力向心,傾向使肺泡縮小.

肺表面張力是彈性阻力的主要來(lái)源.第20頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一C:肺表面活性物質(zhì)

A)、成分:二棕櫚酰卵磷脂(DPPC)。

B)、作用:降低肺泡液-

氣界面的表面張力。

C)、生理意義

a:維持肺泡的穩(wěn)定性;

b:減少肺間質(zhì)和肺泡內(nèi)的組織液生成,防止肺水腫;

c:降低吸氣阻力,減少吸氣作功。第21頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(3)胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性胸廓的彈性阻力方向視胸廓的位置而定。

Cchw=胸腔容積的變化/跨胸壁壓的變化(L/CmH2O)

肺和胸廓的總順應(yīng)性CL+chw1/CL+chw=1/CL+1/Cchw

第22頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一2、非彈性阻力包括慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力。氣道阻力是主要成分,約占80-90%。氣道阻力:氣體通過(guò)呼吸道時(shí)氣體分子之間及氣體分子與氣道壁之間的摩擦力.影響氣道阻力的因素:

(1)氣流速度(2)氣流形式(3)管徑大小氣道平滑肌舒縮活動(dòng)(4)肺容積第23頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一神經(jīng)調(diào)節(jié):交感神經(jīng)(+)NA+2R平滑肌舒張管徑阻力副交感神經(jīng)(+)Ach+MR平滑肌收縮管徑↓阻力↑

體液調(diào)節(jié)腎上腺素、異丙基腎上腺素平滑肌舒張組胺、5-HT平滑肌收縮例:哮喘用藥:2受體激動(dòng)劑—喘樂(lè)寧第24頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一二、肺容積和肺容量(一)肺容量:靜態(tài)肺容量、動(dòng)態(tài)肺容量

1、靜態(tài)肺容量(1)潮氣量(2)補(bǔ)吸氣量與深吸氣量(3)補(bǔ)呼氣量(4)肺活量(5)余氣量和功能余氣量(6)肺總量第25頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

2、動(dòng)態(tài)肺容量(1)用力肺容量(FVC)(2)用力呼氣量(FEV)阻塞性肺疾患者:FEV1、FEV1%降低限制性肺部疾患者FEV1降低FEV1%正?;蛏仙?6頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一肺通氣功能的評(píng)定測(cè)定1.潮氣量

(TV)2.補(bǔ)吸氣量(IRV)3.補(bǔ)呼氣量(ERV)4.殘氣量(余氣量)(RV)5.

深吸氣量(IC)=TV+IRV6.功能殘氣量(FRV)=TV+ERV7.肺活量

(VC)=IRV+TV+ERV8.肺總量(TLC)=IRV+TV+ERV+RV

用力肺活量

(FVC):

最大吸氣后盡力、盡快呼氣所呼出的最大氣量.用力呼氣量(FEV):

盡力吸氣后盡力盡快呼氣,一定時(shí)間內(nèi)的呼出氣量.

時(shí)間肺活量:FEV1/FVC:80%,FEV2/FVC:96%,FEV3/FVC:99%肺容積肺容量第27頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一第28頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一第29頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

三、肺通氣量(一)每分通氣量:每分鐘進(jìn)出肺的氣體總量.

每分通氣量=潮氣量(TV)

呼吸頻率(R)6~9L

每分最大通氣量:盡力作深快呼吸,每分所吸入或呼出的最大氣量.70~120L

通氣貯量百分比=每分最大通氣量-每分平靜通氣量每分最大通氣量

反映通氣功能的貯備能力.≥93%100%第30頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(二)無(wú)效腔和肺泡通氣量

無(wú)效腔:解剖無(wú)效腔+肺泡無(wú)效腔=生理無(wú)效腔解剖無(wú)效腔:鼻~呼吸性細(xì)支氣管內(nèi)不參與交換的氣體量.反應(yīng)呼出氣與肺泡氣的差異:肺泡無(wú)效腔:肺泡內(nèi)未參與氣體交換的氣體量.

(每分)肺泡通氣量:每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量.(每分)肺泡通氣量=(潮氣量-無(wú)效腔氣量)

呼吸頻率

(500-150)15=4250ml

第31頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一深慢呼吸比淺快呼吸的肺通氣效率高第32頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

第三節(jié)呼吸氣體的交換一、氣體交換的原理(一)氣體的擴(kuò)散影響氣體擴(kuò)散速率的因素

1.氣體的分壓差

2.氣體的分子量和溶解度

3.擴(kuò)散面積和距離

4.溫度第33頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(二)呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓肺換氣的動(dòng)力:分壓差方向和量O2

(肺)CO2(肺毛細(xì)血管)

呼吸膜第34頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(一).

肺換氣過(guò)程二.肺換氣第35頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(二).

影響肺換氣(氣體交換)的因素

1.呼吸膜的厚度反比呼吸膜---6層:是肺泡氣與血液之間的物理屏障.單純擴(kuò)散.

厚度大擴(kuò)散速率小換氣障礙

PO2

PCO2

病理:肺水腫、肺炎、肺間質(zhì)纖維化

2.呼吸膜的面積正比

面積

小擴(kuò)散速率小換氣障礙

PO2PCO2

病理:肺炎、肺不張、肺實(shí)變第36頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一3.通氣/血流比值(VA/Q比值)每分鐘肺泡通氣量(VA)和每分鐘肺血流量(Q)之間的比值正常成人安靜狀態(tài)下:

VA

(肺泡通氣量)=4.2L/min

Q(每分鐘肺血流量)=5L/min

正常VA/Q比值為0.84VA/Q(>0.84)

:通氣過(guò)剩(VA)或血流不足(Q)

肺泡無(wú)效腔增大

通氣不足PO2

PCO2VA/Q(<0.84)

:通氣不足VA或血流過(guò)剩Q

功能性動(dòng)-靜脈短路

肺泡通氣不良PO2

PCO2第37頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

VA/Q比值異常均可引起氣體交換異常,可致血液缺O(jiān)2和CO2潴留,但主要是缺O(jiān)2,原因如下:a:動(dòng)靜脈血液間O2分壓差遠(yuǎn)大于CO2分壓差b:CO2擴(kuò)散較O2快c:血液缺O(jiān)2和CO2潴留可刺激呼吸,增加CO2的排出,但無(wú)助于O2

的攝取。第38頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(三)肺擴(kuò)散容量影響因素:

1、體位:臥位比直立位大

2、個(gè)體大?。?/p>

3、肌肉運(yùn)動(dòng):DL增加。

4、肺部病變:DL降低。第39頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一三、組織換氣(一)組織換氣過(guò)程組織毛細(xì)血管和組織細(xì)胞之間的氣體交換.

動(dòng)力:分壓差組織毛細(xì)血管組織細(xì)胞PO210040PCO24046(二)影響組織換氣過(guò)程

1、細(xì)胞和毛細(xì)血管間的距離

2、組織代謝

3、毛細(xì)血管的血流速度第40頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一第四節(jié)氣體在血液中的運(yùn)輸一、氣體在血液中運(yùn)輸?shù)男问轿锢砣芙?、化學(xué)結(jié)合兩種形式。O2

物理溶解(少)化學(xué)結(jié)合(多)1.5%98.5%CO2

物理溶解(少)化學(xué)結(jié)合(多)5%95%O2:氧化Hb(HbO2)CO2:碳酸氫鹽氨基甲酸Hb化學(xué)結(jié)合形式:第41頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一在1個(gè)大氣壓、溫度37血液中溶解系數(shù):

O2——0.024ml/ml;

CO2——0.49ml/ml第42頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一二、氧的運(yùn)輸物理溶解——1.5%,化學(xué)結(jié)合——98.5%。

O2的結(jié)合形式是氧合血紅蛋白(HbO2)。(一)血紅蛋白的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第43頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(一)Hb與O2結(jié)合的特征

1、反應(yīng)快、可逆、不需酶的催化、受PO2和的影響。

2、該反應(yīng)是氧合,不是氧化。

3、HbO2呈鮮紅色,去氧Hb呈紫藍(lán)色。發(fā)紺不是缺氧的標(biāo)志(二)血紅蛋白結(jié)合氧的能力理想1gHb可以最大限度結(jié)合1.39mlO2,實(shí)際1gHb可以最大限度結(jié)合1.34mlO2,

Hb的氧容量;Hb的氧含量;Hb的氧飽和度。第44頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(二)氧解離曲線

1、概念:表示PO2與Hb氧結(jié)合量或Hb氧飽和度關(guān)系的曲線。

O2含量(ml/100ml):

Po2為100mmHg——19.4;

Po2為40mmHg——14.4;

Po2為15mmHg——4.4;第45頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一2、氧解離曲線的形態(tài)特征A、上段:相當(dāng)于PO2在60-100mmHg,曲線較平坦。生理意義:只要吸入氣或肺泡氣PO2不低于60mmHg,Hb氧飽和度仍能保持在90%之上。

B、下段:相當(dāng)于PO2在60mmHg以下的部分,曲線較陡。生理意義:PO2在此范圍內(nèi),稍有下降,Hb氧飽和度下降較大,因而釋放大量的O2,滿足機(jī)體代謝的需要。第46頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一表.氧解離曲線的特點(diǎn)PO2(mmHg)

SO2(%)線形意義部位特點(diǎn)上段60~10090~97.4平坦Hb與O2結(jié)合肺PO2變化對(duì)SO2影響不大中段40~6075~90較陡HbO2釋放02安靜PO210040,

組織100ml血液釋放O25ml下段15~4022~75陡Hb與O2解離活動(dòng)增PO2略降SO2↓↓

強(qiáng)組織供給組織足夠的O2

生理意義:上段:高原、高空、輕度呼吸功能不全,肺泡氣PO2下降,只要不低于60mmHg,SO2>90%,血液可攜帶足夠的O2,機(jī)體不發(fā)生缺氧。中段:血流經(jīng)組織時(shí),釋放適量的氧,保證安靜狀態(tài)下組織代謝需氧量。下段:保證組織活動(dòng)增強(qiáng)時(shí)有足夠的氧供應(yīng).第47頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(四)影響氧解離曲線的因素第48頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一P50:

使Hb氧飽和度達(dá)50%時(shí)的PO2.正常:26.5mmHgP50

曲線右移

Hb與O2的親和力

HbO2中O2釋放P50曲線左移Hb與O2的親和力

HbO2中O2釋放影響因素:1.[H+]或pH:曲線右移,Hb構(gòu)型改變Hb和O2的親和力。2.Pco2:曲線右移。波爾效應(yīng):酸度

Hb和O2的親和力。曲線右移有利于向組織供氧,符合生理需要。3.溫度:曲線右移組織代謝增加,O2的需求。4.2,3-二磷酸甘油酸(DPG):紅細(xì)胞無(wú)氧代謝產(chǎn)物2,3-DPG曲線右移第49頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一三、二氧化碳的運(yùn)輸(一)CO2的運(yùn)輸形式物理溶解——5%,化學(xué)結(jié)合的占95%。主要是碳酸氫鹽(88%)和氨基甲酸血紅蛋白(7%)。

1、血漿中的CO2

:R-NH2+CO2R-NHCOO-+H+

2、紅細(xì)胞內(nèi)的CO2碳酸氫鹽

1)溶解狀態(tài)

2)碳酸氫鹽形式——出現(xiàn)氯轉(zhuǎn)移

3)氨基甲酸血紅蛋白第50頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一第51頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一(二)CO2解離曲線

1、CO2解離曲線

2、O2與Hb的結(jié)合對(duì)CO2運(yùn)輸?shù)挠绊?/p>

O2與Hb結(jié)合可促使CO2釋放,這一現(xiàn)象稱霍爾登效應(yīng)。綜上所述,O2及CO2的運(yùn)輸不是孤立進(jìn)行的,而是相互影響的。CO2通過(guò)波爾效應(yīng)影響O2的結(jié)合和釋放,O2又通過(guò)何而登效應(yīng)影響CO2的結(jié)合和釋放。

第52頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

第五節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)一.呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成呼吸中樞:CNS內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)節(jié)律的神經(jīng)細(xì)胞群。(一)呼吸中樞的分布及功能包括脊髓、延髓、腦橋、間腦、大腦皮層。延髓:呼吸基本節(jié)律中樞腦橋上部:呼吸調(diào)整中樞(抑制吸氣)

腦橋中下部:長(zhǎng)吸中樞

低位腦干(延髓+腦橋):基本正常的呼吸節(jié)律高位腦:呼吸運(yùn)動(dòng)的隨意控制,呼吸運(yùn)動(dòng)的條件反射的建立第53頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一呼吸神經(jīng)元所在部位:

延髓:背側(cè)呼吸組(DRG)含吸氣神經(jīng)元膈肌、肋間外肌

興奮時(shí)引起吸氣腹側(cè)呼吸組(VRG)

含呼氣神經(jīng)元腹肌、肋間內(nèi)肌

興奮時(shí)引起呼氣腦橋上部:PBKF核群(臂旁內(nèi)側(cè)核、KF核)

限制吸氣,使吸氣轉(zhuǎn)向呼氣.

第54頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一

A平面(中腦與腦橋間)切斷:呼吸節(jié)律無(wú)明顯變化

B平面(腦橋上、中部之間)切斷:長(zhǎng)吸呼吸(呼吸調(diào)整中樞)

C平面(腦橋和延髓間)切斷:喘息樣呼吸

D平面(延髓與脊髓間)切斷:呼吸停止第55頁(yè),共61頁(yè),2023年,2月20日,星期一吸氣神經(jīng)元腦橋調(diào)整中樞(+)()(+)()圖呼吸節(jié)律形成示意圖吸氣切斷機(jī)制(二)呼吸節(jié)律的形成肺牽張反射前包欽格復(fù)合體(pre-Botzinger

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