TIPI DI MUSCOLO FUNZIONI

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1 MUSCOLO E CONTRAZIONE MUSCOLARE TIPI DI MUSCOLO MUSCOLI STRIATI MUSCOLO SCHELETRICO MUSCOLO CARDIACO MUSCOLI LISCI FUNZIONI GENERANO MOVIMENTO E FORZA MEDIANTE CONTRAZIONE TRASFORMANO ENERGIA CHIMICA (IDROLISI DI ATP) IN ENERGIA MECCANICA GENERANO CALORE (TERMOREGOLAZIONE)

2 TIPI DI MUSCOLO

3 MUSCOLO SCHELETRICO LE CELLULE O FIBRE MUSCOLARI SCHELETRICHE COSTITUISCONO CA IL 40% DEL PESO CORPOREO RESPONSABILI DELLA POSTURA E DEL MOVIMENTO DEI VARI SEGMENTI OSSEI DELLO SCHELETRO SE CONTRAENDOSI IL MUSCOLO SI ACCORCIA SI GENERA MOVIMENTO IN QUANTO LE ESTREMITA DEL MUSCOLO SONO ANCORATE AD UN OSSO PER MEZZO DI UN FASCIO DI TESSUTO CONNETTIVO (TENDINE) LA CONTRAZIONE PERMETTE DI GENERARE FORZA PER RESISTERE AD UN CARICO

4 MUSCOLO SCHELETRICO: FIBRA MUSCOLARE UN MUSCOLO SCHELETRICO E COMPOSTO DA CELLULE PLURINUCLEATE (FIBRE MUSCOLARI O FIBROCELLULE) DI DIAMETRO PARI A m;

5 FIBRA MUSCOLARE E MIOFIBRILLE LA MEMBRANA DELLA FIBROCELLULA MUSCOLARE E DETTA SARCOLEMMA; IN OGNI FIBROCELLULA SONO PRESENTI NUMEROSE MIOFIBRILLE (DIAMETRO 1 m) DISPOSTE IN PARALLELO E A LORO VOLTA COMPOSTE DA STRUTTURE CHE RIPETONO IN SENSO LONGITUDINALE DETTE SARCOMERI (LUNGHEZZA m), LE UNITA FUNZIONALI DEL MUSCOLO SCHELETRICO LE MIOFIBRILLE SONO CIRCONDATE DAL RETICOLO SARCOPLASMATICO, MITOCONDRI E GRANULI DI GLICOGENO

6 MUSCOLO SCHELETRICO: SARCOMERO

9 FILAMENTO SPESSO COSTITUITO DA CIRCA 300 MOLECOLE DI MIOSINA II LA MIOSINA II E FORMATA DA DUE TESTE GLOBULARI LE TESTE SONO UNITE TRAMITE UNA PORZIONE MOBILE DETTA COLLO ALLA CODA LA CODA E UN FUSTO FILIFORME COSTITUITO DA DUE -ELICHE RECIPROCAMENTE AVVOLTE (SUPERELICA)

10 MIOSINA II LA TESTA POSSIEDE UN DOMINIO DI LEGAME PER L ACTINA E UN SITO DI LEGAME PER I NUCLEOTIDI (TASCA NUCLEOTIDICA); ALLA TESTA SONO ASSOCIATE DUE CATENE PROTEICHE LEGGERE.

11 FILAMENTO SPESSO: DISPOSIZIONE ANTIPARALLELA DELLA MIOSINA

12 FILAMENTO SOTTILE: F-ACTINA L ASSOCIAZIONE DI CIRCA 400 MOLECOLE DI ACTINA GLOBULARE (ACTINA G) PORTA ALLA FORMAZIONE DI UN POLIMERO FILAMENTOSO (ACTINA F). DUE PROTOFILAMENTI SI AVVOLGONO RECIPROCAMENTE PER FORMARE IL FILAMENTO DI ACTINA

13 FILAMENTO SOTTILE: TROPONINA E TROPOMIOSINA NEL SOLCO FRA LE DUE CATENE DEL FILAMENTO SI ASSOCIANO LE MOLECOLE DI TROPOMIOSINA; SULLA TROPOMIOSINA SI TROVA AD INTERVALLI REGOLARI UNA MOLECOLA DI TROPONINA ( I, C, T)

14 COMPONENTI CONTRATTILI DEL SARCOMERO: FILAMENTI SOTTILI E SPESSI

15 COMPONENTI STRUTTURALI DEL SARCOMERO: TITINA, NEBULINA, -ACTININA

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17 BANDA A: ANISOTROPA, BIRIFRANGENTE BANDA I: ISOTROPA, MENO BIRIFRANGENTE, (INDICE DI RIFRAZIONE PIU BASSO)

18 CONTRAZIONE MUSCOLARE: TEORIA DELLO SCORRIMENTO DEI FILAMENTI DURANTE LA CONTRAZIONE I FILAMENTI SPESSI E SOTTILI SOVRAPPOSTI SLITTANO GLI UNI SUGLI ALTRI. QUESTO PROCESSO AVVIENE A SPESE DI ENERGIA.

19 SCORRIMENTO DEI FILAMENTI

20 SCORRIMENTO DEI FILAMENTI

21 CONTRAZIONE MUSCOLARE: MODELLO DELLA GENERAZIONE DI FORZA E ACCORCIAMENTO PER ROTAZIONE DELLA TESTA DI MIOSINA

22 CICLO DEI PONTI TRASVERSALI

23 CONTRAZIONE MUSCOLARE: ACCOPPIAMENTO ECCITAZIONE- CONTRAZIONE

24 ACCOPPIAMENTO ECCITAZIONE-CONTRAZIONE

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31 PROPRIETA MECCANICHE DEL MUSCOLO SCHELETRICO SCOSSA MUSCOLARE: SINGOLO CICLO DI CONTRAZIONE-RILASCIAMENTO IN UNA FIBRA MUSCOLARE SCHELETRICA PERIODO DI LATENZA: INTERVALLO TEMPORALE FRA IL POTENZIALE D AZIONE E LO SVILUPPO DELLA FORZA, DURANTE IL QUALE IL CALCIO VIENE RILASCIATO E DIFFONDE VERSO I FILAMENTI DELLA MIOFIBRILLA E SI LEGA ALLA TROPONINA

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33 TENSIONE SVILUPPATA DA UNA SINGOLA FIBRA DIPENDE DALLA LUNGHEZZA DEI SARCOMERI PRIMA DELL INIZIO DELLA CONTRAZIONE A LIVELLO MOLECOLARE RIFLETTE IL GRADO DI SOVRAPPOSIZIONE UTILE FRA I FILAMENTI SPESSI E I FILAMENTI SOTTILI LA NORMALE LUNGHEZZA A RIPOSO DEL MUSCOLO GARANTISCE UN GRADO DI SOVRAPPOSIZIONE OTTIMALE, ALLA QUALE SI SVILUPPA LA MASSIMA TENSIONE

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35 PROPRIETA MECCANICHE DEL MUSCOLO SCHELETRICO LE SINGOLE SCOSSE POSSONO SOMMARSI SE AUMENTA LA FREQUENZA DELLO STIMOLO: LA TENSIONE GENERATA DAL MUSCOLO AUMENTA FINO A RAGGIUNGERE UN VALORE MASSIMO DETTO TETANO

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37 PROPRIETA MECCANICHE DEL MUSCOLO SCHELETRICO IL MUSCOLO PUO GENERARE TENSIONE PER GENERARE MOVIMENTO O PER OPPORSI AD UN CARICO UNA CONTRAZIONE ISOTONICA GENERA FORZA PER SPOSTARE UN CARICO UNA CONTRAZIONE ISOMETRICA GENERA FORZA SENZA SPOSTAMENTO, OSSIA IL MUSCOLO NON SI ACCORCIA IN MISURA SIGNIFICATIVA

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39 UNA CONTRAZIONE ISOMETRICA E POSSIBILE GRAZIE ALLA PRESENZA DI ELEMENTI ELASTICI IN SERIE AGLI ELEMENTI CONTRATTILI. QUANDO I SARCOMERI SI ACCORCIANO GLI ELEMENTI ELASTICI SI ALLUNGANO E LA LUNGHEZZA DEL MUSCOLO RIMANE COSTANTE QUANDO GLI ELEMENTI ELASTICI SONO STIRATI E LA FORZA GENERATA DAI SARCOMERI E PARI AL CARICO, IL MUSCOLO SI CONTRAE ISOTONICAMENTE E SOLLEVA IL CARICO

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42 FONTI DI ENERGIA PER LA CONTRAZIONE MUSCOLARE L ENERGIA MECCANICA DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE DERIVA DIRETTAMENTE DALL ENERGIA CHIMICA IMMAGAZZINATA NELL ATP LA QUANTITA DI ATP PRESENTE NEL MUSCOLO E MOLTO LIMITATA E SUFFICIENTE PER CIRCA OTTO CONTRAZIONI: L ATP VIENE CONTINUAMENTE RIGENERATO TRAMITE 1. SCISSIONE DI FOSFOCREATINA 2. GLICOLISI ANAEROBIA 3. OSSIDAZIONE AEROBIA DI GLUCOSIO E ACIDI GRASSI

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44 b-ossidazione

45 FATICA MUSCOLARE CONDIZIONE IN CUI UN MUSCOLO NON E PIU IN GRADO DI GENERARE O MANTENERE POTENZA. DIPENDE DA VARI FATTORI: IL DEFICIT DI ATP NON E IL FATTORE LIMITANTE ALTERAZIONI DELLA COMPOSIZIONE IONICA DELLA FIBRA MUSCOLARE: ACCUMULO DI K + NEL LIQUIDO EXTRACELLULARE CHE INFLUISCE SULL ACCOPIAMENTO ECCITAZIONE-CONTRAZIONE; ACCUMULO DI H + CAUSATA DALL ACIDO LATTICO E DI P i CHE INIBISCONO LA FUNZIONE DEI PONTI TRASVERSI E DEGLI ENZIMI DELLA GLICOLISI DEPLEZIONE DI NUTRIENTI AD ES. GLICOGENO DIMINUITA PRODUZIONE DI NEUROTRASMETTITORI (ASSOCIATO AD ALCUNE PATOLOGIE)

46 TIPI DI FIBRE CLASSIFICATE IN BASE ALLA VELOCITA DI CONTRAZIONE E ALLA RESISTENZA ALLA FATICA IN: GLICOLITICHE A CONTRAZIONE RAPIDA OSSIDATIVE A CONTRAZIONE RAPIDA OSSIDATIVE A CONTRAZIONE LENTA

47 MIOGLOBINA: PIGMENTO ROSSO CHE LEGA OSSIGENO CON ALTA AFFINITA E CHE CONFERISCE LA CARATTERISTICA COLORAZIONE ALLE FIBRE ROSSE. FAVORISCE LA DIFFUSIONE DELL OSSIGENO AGENDO COME MOLECOLA TRASPORTATRICE

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49 STRUTTURE DEL SISTEMA MOTORIO STRUTTURE PERIFERICHE: STRUTTURE NEUROMOTORIE (UNITA MOTORIA) SISTEMI SENSORIALI (SOMATICI, ORGANI DI SENSO ) SISTEMA PROPRIOCETTIVO CARATTERISTICHE BIOMECCANICHE STATO DELL APPARATO MUSCOLO- SCHELETRICO E RAPPORTI OSSEO- ARTICOLARI STRUTTURE CENTRALI: MIDOLLO SPINALE, TRONCO ENCEFALICO, CERVELLETTO, NUCLEI DELLA BASE, CORTECCIA CEREBRALE

50 UNITA MOTORIE COSTITUITE DA UN GRUPPO DI FIBRE E DAL MOTONEURONE CHE LE INNERVA IL NUMERO DI FIBRE MUSCOLARI E VARIABILE: NEI MUSCOLI OCULARI O DELLA MANO CHE CONTROLLANO MOVIMENTI FINI LE UNITA POSSONO ESSERE COSTITUITE DA SOLE 3-5 FIBRE, MENTRE FINO A 2000 NEL GASTROCNEMIO. TUTTE LE FIBRE DI UNA SINGOLA UNITA MOTORIA SONO DELLO STESSO TIPO, CLASSIFICATE COME: 1. SFR: LENTE RESISTENTI ALLA FATICA 2. FFR: RAPIDE RESISTENTI 3. FF: RAPIDE NON RESISTENTI

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55 IL SISTEMA NERVOSO GRADUA LA FORZA DI CONTRAZIONE SECONDO DUE MODALITA CHE SI VERIFICANO IN PARALLELO: FREQUENZA DEI POTENZIALI D AZIONE DEL MOTONEURONE: SOMMAZIONE DELLE CONTRAZIONI RECLUTAMENTO DELLE UNITA MOTORIE: PRINCIPIO DELLA DIMENSIONE

56 PRINCIPIO DELLA DIMENSIONE LE UNITA MOTORIE SONO INNERVATE DA NEURONI CHE HANNO CORPI CELLULARI DI DIMENSIONI DIVERSE: FF I PIU GRANDI, PIU ALTA SOGLIA FFR INTERMEDI, SFR I PIU PICCOLI, PIU BASSA SOGLIA QUINDI LE SFR SONO LE PIU ATTIVE SEMPLIFICAZIONE A LIVELLO CENTRALE: IL RECLUTAMENTO E LA FORZA SONO FUNZIONE DELLA QUANTITA DI NEUROTRASMETTITORE RILASCIATO ALLE SINAPSI CON IL MOTONEURONE

57 CONTROLLO DEL MOVIMENTO CORPOREO I RIFLESSI NERVOSI TIPI DI MOVIMENTO CENTRI DI INTEGRAZIONE DEL SNC DEPUTATI AL CONTROLLO INTEGRATO DEI MOVIMENTI CORPOREI

58 CONTROLLO DEL MOVIMENTO CORPOREO I RIFLESSI NERVOSI SONO ATTI INVOLONTARI SI ATTUANO GRAZIE ALLA PRESENZA DI RETI DI NEURONI CHE COLLEGANO UNA VIA AFFERENTE (RECETTORE SENSORIALE) AD UN CENTRO INTEGRATORE E AD UNA VIA EFFERENTE (MOTONEURONE)

59 LA MAGGIOR PARTE DEL MUSCOLO CARDIACO, O MIOCARDIO, E CONTRATTILE MA CIRCA L 1% DELLE CELLULE E SPECIALIZZATO NEL GENERARE SPONTANEAMENTE POTENZIALI D AZIONE: IL SEGNALE DELLA CONTRAZIONE E MIOGENO OSSIA SI ORIGINA ALL INTERNO DELLO STESSO MUSCOLO CARDIACO LE CELLULE CHE GENERANO SPONTANEAMENTE PdA SONO DETTE AUTORITMICHE O PACEMAKER O SEGNAPASSI MUSCOLO CARDIACO LE FIBRE MUSCOLARI CARDIACHE SONO STRIATE E ORGANIZZATE IN SARCOMERI LE CELLULE SONO MONONUCLEATE E IN COMUNICAZIONE ELETTRICA TRAMITE GIUNZIONI COMUNICANTI: IL TESSUTO MUSCOLARE CARDIACO E UN SINCIZIO

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63 ATTIVITA ELETTRICA DELLE CELLULE MIOCARDICHE CONTRATTILI E AUTORITMICHE RISPOSTE DI TIPO RAPIDO RISPOSTE DI TIPO LENTO

64 Risposte rapide Risposte lente

65 ATTIVITA ELETTRICA DELLE CELLULE AUTORITMICHE RISPOSTE DI TIPO LENTO

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68 ATTIVITA ELETTRICA DELLE CELLULE AUTORITMICHE EFFETTI DELLA STIMOLAZIONE SIMPATICA E PARASIMPATICA NORADRENALINA RILASCIATA DALLE FIBRE NERVOSE SIMPATICHE (E ADRENALINA PRESENTE IN CIRCOLO) SI LEGA A RECETTORI b 1 -ADRENERGICI: EFFETTO CRONOTROPO POSITIVO ACh RILASCIATA DALLE FIBRE PARASIMPATICHE DEL NERVO VAGO SI LEGA A RECETTORI MUSCARINICI COLINERGICI (M 2 ): EFFETTO CRONOTROPO NEGATIVO

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70 noradrenalina acetilcolina

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72 HCN: canali attivati dall iperpolarizzazione e modulati da camp Canali del calcio voltaggio-dipendenti di tipo L: fosforilazione da PKA Attivazione diretta di canali del potassio K ACh da parte di proteine G

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74 ATTIVITA ELETTRICA DELLE CELLULE CONTRATTILI RISPOSTE DI TIPO RAPIDO

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76 ACCOPPIAMENTO ECCITAZIONE- CONTRAZIONE NEL MUSCOLO CARDIACO RILASCIO DI CALCIO INDOTTO DAL CALCIO

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81 MUSCOLO LISCIO LA MAGGIOR PARTE SI TROVA NELLE PARETI DEGLI ORGANI CAVI: canale digerente, organi a forma di sacco, vasi sanguigni. ALTRI TIPI: muscoli pilomotori, muscoli della milza LA CONTRAZIONE GENERA FORZA PER FAR SPOSTARE IL MATERIALE ATTRAVERSO IL LUME O MODIFICARE LA CONFORMAZIONE DELL ORGANO. IL CARICO E COSTITUITO DALLA PRESSIONE PRESENTE ALL INTERNO DELL ORGANO. IL MUSCOLO LISCIO SVILUPPA FORZA PIU LENTAMENTE MA SOSTIENE LA CONTRAZIONE PIU A LUNGO: IL CONSUMO DI ATP E BASSO RISPETTO A QUELLO DEL MUSCOLO SCHELETRICO. ALCUNI SONO TONICAMENTE CONTRATTI E MANTENGONO COSTANTEMENTE LA TENSIONE.

82 MUSCOLO LISCIO NE ESISTONO MOLTI TIPI CON PROPRIETA DIFFERENTI: Vascolare Gastrointestinale Urinario Respiratorio Riproduttivo Oculare

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84 ANATOMIA DELLA FIBRA MUSCOLARE LISCIA SONO PICCOLE CELLULE A FORMA DI FUSO CON UN SINGOLO NUCLEO NON PRESENTA BANDEGGIATURE: LE PROTEINE CONTRATTILI NON SONO ORGANIZZATE IN SARCOMERI MA SONO DISPOSTE IN FASCI IRREGOLARI CHE SI ESTENDONO IN DIAGONALE DAL NUCLEO VERSO LA PERIFERIA L ACTINA E ASSOCIATA ALLA TROPOMIOSINA MA NON E PRESENTE TROPONINA: L ACTINA E ANCORATA A CORPI DENSI I FILAMENTI DI MIOSINA SI INTERCALANO ALLE LUNGHE FIBRE DI ACTINA LA MIOSINA E UN ISOMERO DIVERSO DA QUELLO DEL MUSCOLO SCHELETRICO: HA ATTIVITA ATP-asica PIU LENTA E UNA CATENA PROTEICA DELLA TESTA PIU PICCOLA (CATENA LEGGERA) CHE SVOLGE UN RUOLO REGOLATORIO

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88 MUSCOLO LISCIO UNITARIO: MUSCOLO LISCIO VISCERALE, LE CUI FIBRE SONO ACCOPPIATE ELETTRICAMENTE. SI CONTRAE COME UNA SINGOLA ENTITA IN RISPOSTA AD UNA DEPOLARIZZAZIONE. MULTIUNITARIO: OGNI FIBRA E ASSOCIATA AD UN TERMINALE ASSONICO O AD UNA VARICOSITA. CONTROLLO FINE E CONTRAZIONI GRADUATE.

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90 EVENTI MOLECOLARI DELLA CONTRAZIONE NEL MUSCOLO LISCIO E RUOLO DELLA FOSFORILAZIONE IL SEGNALE DI INIZIO E UN AUMENTO DELLA [Ca 2+ ] i IL CALCIO PUO ENTRARE DALL ESTERNO O ESSERE RILASCIATO DAL RETICOLO SARCOPLASMATICO IL CALCIO SI LEGA ALLA CALMODULINA IL COMPLESSO Ca 2+ -CALMODULINA ATTIVA UN ENZIMA, LA CHINASI DELLA CATENA LEGGERA DELLA MIOSINA (MLCK) MLCK FOSFORILA LA CATENA LEGGERA DELLA MIOSINA LA FOSFORILAZIONE DELLA CATENA LEGGERA DELLA MIOSINA AUMENTA L ATTIVITA ATP-asica E INNESCA IL CICLO DEI PONTI TRASVERSI

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92 RILASCIAMENTO DELLA FIBRA MUSCOLARE LISCIA SI VERIFICA QUANDO IL CALCIO INTRACELLULARE VIENE RIMOSSO, AD OPERA DI UN ANTIPORTO Na + /Ca 2+ E DELLE Ca 2+ -ATP-asi, E LA CATENA LEGGERA DELLA MIOSINA VIENE DEFOSFORILATA DALLA FOSFATASI DELLA CATENA LEGGERA DELLA MIOSINA LA DEFOSFORILAZIONE DELLA MIOSINA NON PROVOCA AUTOMATICAMENTE RILASCIAMENTO. STATO BLOCCATO: FIBRA IN TENSIONE SENZA CONSUMO DI ATP

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94 EVENTI MOLECOLARI DELLA CONTRAZIONE NEL MUSCOLO LISCIO IN ALCUNI TIPI DI MUSCOLO LISCIO LA REGOLAZIONE DELLA MIOSINA E INTEGRATA DA UNA REGOLAZIONE DELL ACTINA. PROTEINE REGOLATRICI: CALDESMONE, CALPONINA. IL CALDESMONE NELLO STATO DEFOSFORILATO SI LEGA ALL ACTINA, IMPEDENDONE L INTERAZIONE CON LA MIOSINA.

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97 MECCANISMI DI REGOLAZIONE DELLA CONCENTRAZIONE MIOPLASMICA DI Ca 2+

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99 ATTIVITA ELETTRICA SPONTANEA DEL MUSCOLO LISCIO POTENZIALI A ONDE LENTE POTENZIALI PACEMAKER

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101 ACCOPPIAMENTO FARMACOMECCANICO

102 REGOLAZIONE DEL MUSCOLO LISCIO CONTROLLO NERVOSO SIA SIMPATICO CHE PARASIMPATICO CONTROLLO ORMONALE SOSTANZE PARACRINE, AD ES. NO STIMOLI MECCANICI

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