Copyright © 1993 Depósito legal pp.76-0010 ISSN 0378-1844. INTERCIENCIA 18(1): 10-15.

Forma correcta de citar este articulo: E. Marval y C. L. Arocha.Piñango 1993. Efecto de Algunos Venenos y Secreciones de Animales sobre el Mecanismo Hemostático. INTERCIENCIA 18(1): 10-15. URL: http://www.interciencia.org.ve


EFECTO DE ALGUNOS VENENOS SECRECIONES DE ANIMALES SOBRE EL MECANISMO HEMOSTATICO

E. MARVAL y C. L. AROCHA.PIÑANGO

Carmen Elizabeth Marval Vargas, Licenciada en Bioanálisis, U.C.V. ha trabajado durante varios afios en coagulación sanguínea. Sus trabajos de ascenso para Profesor Agregado y Asociado han tratado sobre Estandarización de Tromboplastinas y la Acción del veneno de la oruga Lonomia achelous sobre el mecanismo de coagulación del conejo. Ha sido Jefe de la Cátedra de Hematología y Jefe del Departamento de Ciencias Morfológicas. Actualmente es Directora de la Escuela de Bioanálisis, Facultad de Medicina de la Universidad Central de Venezuela.
C. L. Arocha-Piñango, Hematóloga. Describió en Venezuela una enfermedad hemorrágica producida por contacto con la oruga Lonomia achelous. Posteriormente, casos similares han sido descritos en Brasil, Argentina y Perú. Ha caracterizado bioquímicamente diversos componentes en el veneno. Ha descrito varios fibrinógenos anormales. Ha sido Coordinadora Nacional del Grupo Cooperativo Latinoamericano de Hemostasis y Trombosis (Grupo CLAHT) y VicePresidenta de la Sociedad Venezolana de Hematología. Actualmente es Jefe del Centro de Medicina Experimental del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas. Es Investigadora de Nivel III del Sistema de Promoción del Investigador. Dirección: Centro de Medicina Experimental, IVIC, Apartado 21827, Caracas 1020-A, Venezuela.


RESUMEN

En los venenos o secreciones de muchos animales se encuentran substancias que actúan sobre el sistema hemostático ya sea activando o inhibiendo el mecanismo de la coagulación, o activando el sistema fibrinolítico. Los más estudiados han sido los venenos de serpientes, en los cuales se han identificado enzimas que actúan sobre distintos factores de la coagulación; ejemplos de ellos son los venenos de las serpientes del género Bothrops y Agkistrodon, que actúan sobre el fibrinógeno en forma parecida a la trombina; los de la Notechis scutatus y Oxyuranus scutellatus que actúan sobre la protrombina, sólo en su forma carboxilada la primera y con la ayuda del Factor V la segunda; y el de la Vipera russefifi sobre el Factor X. En la saliva de los vampiros Desmodus rotundus y Desmodus rufus se ha descrito un activador del plasminógeno. En los invertebrados, también son interesantes la acción sobre el mecanismo de la coagulación de las sanguijuelas, de la cual la Hirudo medicinalis tiene acción antitrombina y la Hementeria ghilliani, acción fibrinolítica e inhibitoria en la agregación plaquetaria. De los arácnidos, el veneno de las Loxoceles reclusa produce coagulación intravascular diseminada y las orugas de la Lonomia achelous, Saturnidae ampliamente distribuido en Sur América, provocan un síndrome hemorrágico en humanos y en sus líquidos biológicos se han descrito diversas actividades: fibrinolítica, (directa y activadora del plasminógeno), activadora de la protrombina y del Factor V y un inhibidor del Factor XIII. El conocimiento del mecanismo de acción de muchos de estos venenos ha sido utilizado para la fabricación de reactivos para el diagnóstico de los defectos de la coagulación (Protrombina, Factor X, Proteína C) y terapéuticos (Hirudina, Reptilasa o Batroxobina, Ancród). Su conocimiento ha ayudado además en parte a comprender mejor el mecanismo fisiológico de los sistemas de coagulación y fibrinolisis. Palabras Clave: Venenos de Animales, Coagulación, Hemostasis


En bacterias, parásitos, plantas, venenos de diversos animales (serpientes venenosas, vampiros, arañas, sanguijuelas, orugas, escorpiones, ácaros), se ha demostrado la presencia de componentes, generalmente de naturaleza proteica, que producen diferentes alteraciones clínicas, en algunos casos tan severas que pueden provocar la muerte de animales y de humanos.

Entre las alteraciones descritas podemos mencionar efectos hemolíticos, necrosantes, neurotóxicos, reacciones alérgicas, y alteraciones profundas en el mecanismo hemostático. Numerosas investigaciones realizadas con venenos de origen animal han permitido clarificar conceptos básicos tanto del mecanismo de la coagulación como de la fibrinolisis sanguínea, y estos venenos cada día adquieren mayor importancia en el campo terapéutico o de diagnóstico.

Con relación al mecanismo hemostático, se ha demostrado actividad procoagulante y/o anticoagulante: por activación de factores de la coagulación, por ejercer efectos inhibitorios de alguna etapa de la coagulación, por acción fibrinolítica o por presentar varias de estas acciones (Barrantes et al., 1985, Than Than et al., 1988, Kamiguti and Cardozo 1989; Gene et al., 1989).

Venenos de Vertebrados

Los venenos de vertebrados más estudiados son los de las serpientes, en los cuales se pueden distinguir dos tipos de acciones: procoagulantes y anticoagulantes.

Acción procoagulante

La actividad coagulante de los venenos de serpientes parece ser debida a:

  1. Activación del Factor X de la coagulación, como en el caso del veneno de la serpiente Vipera russellii (MacFarlane and Barnett, 1934, Di Scipio et al., 1977, Aronson 1988).
  2. Conversión de la protrombina en trombina en presencia del Factor V, en el veneno de la serpiente Notechis scutatus. (Rosin et al., 1988).
  3. Conversión de la protrombina en trombina en ausencia del Factor V, en los venenos de las serpientes Oxyuranus scutellatus y Echis carinatus., (Denson 1976, Walker et al., 1980).
  4. Conversión directa del fibrinógeno a fibrina, en el veneno de las serpientes de los géneros Affistrodon y Bothrops. Denson, 1969; Denson, et al., 1972).
  5. Agregación plaquetaria por efecto de la activación del Factor von Willebrand, en varias serpientes del género Bothrops (Read, et al., 1978; Brinkhouse, et al., 1988).

En muchos casos se observa la presencia de actividades diversas, posiblemente debido a que en el veneno coexisten varias enzimas o a que una sola enzima tenga especificidades diferentes para los sustratos. Boffa y Boffa (1924) encontraron que el veneno de la serpiente Vipera aspis contiene componentes procoagulantes, fibrinolíticos, e inhibidores de la agregación plaquetaria. Dependiendo de la dosis, ciertos venenos pueden actuar, bien como procoagulantes o como anticoagulantes. Marsh y Whaler (1974), al estudiar in vitro el veneno de la serpiente Bitis gabonica, encontraron que dosis bajas (mg/ml) o elevadas (mg/ml), producen una acción anticoagulante, mientras que concentraciones intermedias (80 a 800 >g/") presentan acción coagulante.

La acción procoagulante del veneno de la serpiente Vipera russellii fue reconocida en 1934 (Macfarlane and Barnett 1934). Este veneno tiene la habilidad de convertir el Factor X en Factor X activado. Recientemente se ha encontrado que también activa a los Factores V y IX, y que la enzima que activa al Factor V es distinta de la que activa al Factor X o al Factor IX (Aronson, 1988).

En 1979 se publicaron seis casos de pacientes mordidos por las serpientes Notechis scutatus y Demansia muchalis, que presentaban características clínicas y de laboratorio que sugerían coagulación intravascular diseminada, y se demostró que las anormalidades de la coagulación eran causadas por activadores de la protrombina presentes en el veneno. (Herrman and Bailey 1979). Hoy se sabe que el veneno de la serpiente Notechis scutatus activa al Factor H en su forma carboxilada, pero no a la acarboxilada (Rosin et al., 1988).

La acción procoagulante sobre la protrombina del veneno de la serpiente Oxyuranus scutellatus, no requiere del Factor V activado para ejercer su función, y esto parece ser debido a que el veneno contiene un cofactor parecido al Factor V activado (Walker et al., 1980, Rosing et al., 1988).

Uno de los venenos más estudiados es el de la serpiente Echis carinatus. En ratas inyectadas con dosis subletales de ese veneno, se demostró un estado de defibrinación prolongado y se comprobó la presencia en el veneno de un activador de la protrombina que causaba una coagulopatía de consumo (Kornalik y Pudlak, 1971). Morita e Iwanaga (1978) purificaron este activador y obtuvieron los datos estructurales y funcionales, que fueron posteriormente confirmados (Rhee et al., 1982). La enzima aislada es llamada Ecarina, la cual activa a las formas carboxilada y acarboxilada de la protrombina y produce defibrinación "in vivo" con períodos de hipercoagulabilidad (Dyr et al., 1983). La Ecarina además inhibe la agregación plaquetaria, disminuye la concentración del fibrinógeno por formación de fibrina y activa al Factor XIII (Kornalik and PudEk, 1971, Morita and Iwanaga, 1978; Rhee et al., 1982; Hernker et al., 1984; Kornalik, 1988).

Los venenos de Es Bothrops asper, Bothrops schegelii, Bothrops godmani, Lachesis muta y Crotalus durissus tienen un efecto procoagulante in vitro, y todos inducen defibrinación in vivo (Esnouf and Tunnab. 1967; Hofman and Bon, 1987; Gene et al., 1989; Karnigud and Cardozo 1989).

Las enzimas purificadas de los venenos provenientes de las serpientes del género Agkistrodon y Bothrops presentan in vitro acción sobre el fibrinógeno y lo convierten en fibrina. Unas liberan el fibrinopéptido A, siendo extensamente estudiados las de la Agkistrodon rhodostoma y de la Bothrops atrox denominadas Ancrod y Reptilasa, respectivamente; en cambio las enzimas del veneno de la Agkistrodon Contortix liberan más rápidamente el fibrinopéptido B (Esnouf and Tunnah, 1963; 14ofman and Bon, 1987; Shainoff and Welchez, 1988).

Gaffney y colaboradores (1973) encontraron que el extracto purificado del veneno de la serpiente Bitis gabonica, al liberar los fibrinopéptidos A y B, en presencia de calcio, coagula el fibrinógeno y además actúa sobre el Factor XIII, transformándolo en Factor XIlla. El veneno de la Agkistrodon halys pallas también libera ambos fibrinopéptidos (Guan et al., 1988). La acción de estos venenos difiere por lo tanto, de las acciones defibrinantes de los venenos de las serpientes Agkístrodon rhodostoma, Bothrops atrox y Agkistrodon contortix que, como se dijo, liberan uno solo de los fibrinopéptidos, bien el A o el B, pero no activan al Factor XIII (Pirkle and Theodor 1988).

En el veneno de la Agkistrodon contortix, además de la enzima que libera el fibrinopéptido B, se ha aislado otra con acción activadora de la Proteina C (Kjsiel et al., 1987).

Los venenos que presentan actividad procoagulante contienen además una variedad de compuestos tóxicos, tales como neurotoxinas, cardiotoxinas, factores hemolíticos (fosfolipasas), agentes hemorrágicos, y con actividad miolítica o proteolítica inespecífica (Minton, 1974; Karniguti, 1989).

Acción Anticoagulante

La actividad anticoagulante de ciertos venenos de serpientes puede ser debida a:

  1. Presencia de una actividad fibrinolítica y/o fibrinogenolítica como en el Agkistrodon piscivorus, Agkistrodon contortix y Vipera levantine (Kornalik 1966, Markland, 1988).
  2. Enzimas que activan al plasminógeno en los venenos de la Crmalus atrox y Crotalux adamenteus (Kirschbaum et al., 1988).
  3. Presencia de fosfolipasas que actúan sobre los fosfolípidos de la membrana plaquetaria como en el Crotalus terrificus terrificus (Heinrich and Beckman, 1979).
  4. Presencia de acción antiagregante plaquetaria en el Trimesurus gramineus (Ouyang and Huan 1983).

También pueden haber acciones múltiples, así: El veneno de la serpiente Bitis nasicornis produce un ef ecto inhibitorio sobre la acción tromboplástica intrínseca y extrínseca, activa al plasminógeno y potencia la acción de la plasmina. (Mac Kay et al., 1970; Marsh y Glatston, 1974).

El veneno de la Bothrops castelnaudi presenta una acción anticoagulante debida a inhibición del Factor Xa e inactivación del Factor X, y además una inhibición directa de la actividad coagulante de la trombina (Kamiguti et al., 1985).

Selistre y Giglio (1987) aislaron y caracterizaron una enzima obtenida del veneno de la serpiente Bothrops insularis (Jararaca Ilhoa), cuya acción defibrinante se produce por la liberación de los fibrinopéptidos A y B; pero a diferencia de la trombina y del veneno de la Bitis gabonica, no activa al factor XIII, por lo cual los coágulos formados no son estabilizados y pueden ser fácilmente degradados, cumpliendo así una acción anticoagulante.

Gené y colaboradores (1989) realizaron un estudio sobre el veneno proveniente de diez especies de Crotálidos, y encontraron que todos poseían actividad fibrinolitica in vitro. Los venenos de las Bothrops lateralis, Bothrops ophryomegas, Bothrops nasutea y Bothrops picadoi degradan la cadena Am del fibrinógeno, inhibiendo con ello la coagulación, pero sin inducir defibrinación in vitro.

En la Crotalus adamanteus y Lachesis muta se han demostrado metaloproteinasas con acción proteolítica que inactivan ciertos inhibidores de la coagulación y fibrinolisis (Kress 1988).

En otras especies de serpientes se han identificado muchas otras actividades sobre el mecanismo de la coagulación, pero al no haber sido todavía bien caracterizados no se mencionan en este trabajo.

Además de los venenos de serpientes ya descritos, en los líquidos o venenos de otros vertebrados se han identificado enzimas que actúan sobre el sistema hemostático, tal como son los activadores de plasminógeno e inhibidores de la agregación plaquetaria encontrados en la saliva de los vampiros Desmodus rotundus y Desmodus rujus (Hawkey 1966) los cuales son actualmente objeto de muchos estudios y se han preparado en forma recombinante (Gardell, er al., 1989; Gardell, et al., 1991).

Venenos de Invertebrados

Además de las enzimas activadoras o inhibidoras de la coagulación, descritos en los venenos de vertebrados, las de ciertos invertebrados han sido implicados en la producción de alteraciones en la coagulación. Así, Patriuk y colaboradores (1982) encontraron que el extracto del Ascaris suum alarga el tiempo de tromboplastina parcial activado (PTTa) con paolin, lo cual evidencia un impedimento en la vía intrínseca, y además inhibe la agregación plaquetaria inducida con ristocetina. Estos autores sugieren la existencia de una interacción no específica con la membrana plaquetaria y la molécula del Factor VIII, la cual es requerida para la agregación inducida por ristocetina. Thorson (1956) y Eiff (1966) sugirieron que extractos de glándulas excretoras cefálicas del Ancylostoma caninum inhiben 1a transformación de la protrombina en trombina sin destrucción aparente de estos factores. Carroll y colaboradores (1984) observaron también que extractos de Ancylostoma ceylanicum inhiben la vía intrínseca y extrínseca de la coagulación y parcialmente inhiben la agregación plaquetaria con ADP.

También se han descrito, acciones de los venenos o líquidos biológicos de insectos sobre el mecanismo de la coagulación, así, se ha encontrado en las glándulas salivales y el contenido intestinal del Rhodnius prolixus, una acción anticoagulante y activadora del plasminógeno (Hellmann and Hawkins 1965; Hawkins and Hellman 1966; Hellman and Hawkins, 1966) y también se demostró que la secreción salival del Rhodnius prolixus inhibe la agregación plaquetaria inducida por ADP y colágeno (Ribeiro and García, 1981).

Devis y colaboradores (1970) describieron un cuadro de coagulación intravascular diseminada, por efecto de la inyección a perros del veneno del escorpión Buthus tamulus. Gajalakshmi (1982) inyectó por vía intravenosa perros y conejos con dosis subletales de veneno de ese escorpión y obtuvo alteraciones significativas en el mecanismo de la coagulación. Sus resultados sugieren una coagulopatía de consumo como la causa de las anormalidades observadas. El veneno del escorpión Palammeus gravimanus produce, en humanos, activación de la coagulación, posiblemente debida a una acción activadora del Factor X, pero también posee acción inhibitoria sobre la trombina (Hamilton et al., 1974).

Las arañas del género Loxosceles, que están ampliamente distribuidas en el mundo (existen cerca de 50 especies en América), producen necrosis de los tejidos y un síndrome llamado "loxoscelismo". Vorse y colaboradores (1972) presentaron un caso de un niño de 6 años picado por la Loxosceles reclusa que presentó dolor de cabeza, vómito y una vesícula en la espalda que se hizo necrética. El estudio de coagulación sugería una coagulación intravascular diseminada y a la necropsia se encontraron vasos sanguíneos trombosa os, pulmones congestionados y edematosos, y en el cerebro aproximadamente 50 ml de sangre fresca.

Se han realizado estudios in vitro e in vivo para conocer la toxicidad y el mecanismo de acción del veneno que estas arañas poseen. En perros se ha estudiado la acción hemotóxica del veneno de la araña LoxosMu reclusa, que causa hemólisis intravascular, trombocitopenia y, ocasionalmente, la muerte. Estudios in vitro con liofiliZAo del veneno demostraron hemólisis de los glóbulos rojos humanos (Schenone et al., l970; Denny et al, 1964).

La sanguijuela Hirudo medicinalis es bien conocida por producir la Hirudina, un inactivador de la trombina, que por lo tanto impide la conversión del fibrinógeno en fibrina (Markwardt, 1988; Chang, 1988; Fink et al., 1988). En la saliva de la Haementeria ghilianii, la sanguijuela más grande del mundo, que habita en los pantanos de Sur América, está presente una ractaloproteina denominada Hementina, que ataca directamente al fibrinógeno, rompo enlaces peptídicos y ejerce de esta manera un efecto anticoagulante. Este efecto es tan potente que el extracto de una sanguijuela es capaz de hacer Incoagulable 300 ml de sangre (Budzynski, et al., 1981; Malinconico et al., 1984). Además la Hementina induce desagregación de las plaquetas ya agregadas por acción de ADP; una vez ocurrida la desagregación, es irreversible (Mundo et al, 1991). Se ha sugerido que la Hementina rompe el entrecruzamiento que se forma entre las plaquetas por acción del fibrinógeno (Munro et al., 1991).

De las glándulas salivavales de Ia Haementeria lutzi (Depressa) se ha extraído una sustancia fibrinolítica, la Hementerina, con acción parecida a la estreptoquinasa (Kelen and Rosenfeld, 1975).

En el pepino de mar (Stíchopus japonicus Selenka) se ha demostrado un anticoagulante y un inductor de la agregación plaquetaria; el primero ha sido obtenido en forma depolimerizada y su actividad anticoagulante demostró ser diferente de la heparina, tanto de alto como de bajo peso molecular (Susuki et al., 1991).

Es bien conocido que las larvas de ciertos lepidópteros poseen pelos urticantes que causan reacciones cutáneas en el hombre y en los animales (Minton, 1974); pero, en los años sesenta se describió (Arocha-Piñango, 1967, 1969) un síndrome hemorrágico agudo que aparecía después del contacto con unas orugas y donde el estudio de coagulación demostró una fibrinolisis marcada.

La oruga causal del problema fue identificada como la larva de la Lonomia achelous (Cramer), perteneciente a la familia Saturnidae, que se encuentra ampliamente distribuida en Sur América (Brasil, Guyanas, Perú, Ecuador y Venezuela). En Venezuela se le encuentra hacia la región Sur-Este: en los Estados Anzoátegui y Bolívar y en el Territorio Amazonas (Arocha-Piñango, 1987).

La sanguijuela Hirudo medicinalis es bien conocida por producir la Hirudina un inactivador de la trombina que por lo tanto impide la conversión del fibrinógeno en fibrina.

Estudios posteriores, en los pacientes, mostraron como signos constantes, una disminución pronunciada del fibrinógeno, Factor V y Factor XIII, aumento de los PDF y en algunos casos, descenso del Factor II y generación acelerada de trombina. El análisis de esos resultados sugirió que el veneno de la oruga Lonomia achelous pudiera estar ejerciendo una intensa actividad fibrinolítica que estaría enmascarando una actividad procoagulante (Arocha-Piñango et at 1988).

En estudios "in vitro" realizados con la secreción de los pelos, hemolinfa y el extracto total de la oruga se observó actividad caseinolíica, fibrinolítica y activadora de plasminógeno. (Arocha-Piñango et al., 1973).

Además, se demostró en ellos y en algunas fracciones obtenidas por purificación con cromatografía de exclusión molecular e intercambio iónico, actividades semejantes a la uroquinasa, a la calicreina y a la del Factor Xa, (Arocha-Piiíango et al., 1981, 1988).

Guerrero y Arocha- Piñango (1989) también estudiaron la acción de la hemolinfa cruda y de sus fracciones cromatográficas, sobre la protrombina, Factor V y el Factor XIII purificados de plasma humano normal. Los resultados obtenidos confirman la hipótesis de que el síndrome hemorrágico causado por el contacto con la oruga Lonomia achelous puede ser debido a un efecto procoagulante, por una actividad parecida a la del Factor Xa, un activador directo de la protrombina y del Factor V, que actúan como difibrinantes por formar coágulos; además de una acción destructora (inhibidora?) del Factor XIII, que impide la estabilización de esos microcoágulos, y de una acción fibrinolítica, (directa o activadora del plasminógeno) la cual estaría favorecida por la inhibición del FXIII.

Con el objeto de obtener mayor información sobre el mecanismo in vivo del veneno de la oruga Lonomia achelous, Marval y Arocha-Piñango (1990) trataron de reproducir en conejos el síndrome hemorrágico descrito en humanos. Para ello inocularon conejos por vía intravenosa, intraperitoneal o subcutánea con diversas dosis del veneno. Encontraron, como signos constantes, los mismos que presentan los humanos: disminución del fibrinógeno, plasminógeno, y del Factor XIII, aparición de FDP en el suero.

Aplicaciones Clínicas de los Venenos que Alteran la Hemostasia

... las larvas de ciertos lepidópteros poseen pelos urticantes que causan reacciones cutáneas en el hombre y en los animales pero, en los años sesenta se describió (Arocha-Piñango, 1967, 1969), un síndrome hemorrágico agudo que aparecía después del contacto con unas orugas ... el estudio de coagulación demostró una fibrinolisis marcada.

Desde tiempos muy antiguos se utilizó la sanguijuela Hirudo medicinalis como tratamiento médico. Posteriormente se aisló de ella la Hirudina, que se usó como anticoagulante i 7 vitro y en pomadas. Actualmente se esta comenzando a utilizar esta Hirudina para el tratamiento de las trombosis e incluso se ha preparado una forma recombinante (Markwardt, 1988; Chang, 1988; Markwardt, 1991).

La Reptilasa o Batroxobina, (preparada a partir de los venenos de la Bothrops atrox o de la Bothrops jararaca) y el Ancrod (preparado de la Agkistrodon Rhodostorna) se usan en forma terapéutica en los casos de trombosis (Beli, 1988; Ishimuru et al., 1988., Stocker, 1988).

Un activador del plasminógeno de la saliva de vampiros ha sido preparado en forma recombinante y se está comenzando a utilizar en trombolisis (Gardel et al., 1991).

Tanto el Ancrod como la Batroxobina, son reactivos de utilidad para la determinación de la concen-tración del fibrinógeno durante la terapia con heparina, ya que ésta no interfiere con la actividad coagulante de ambas y en el diagnóstico de las disfibrinogenemias (Thompson, 1991).

La Botrocetina, aislada de varias especies de Bothrops, es utilizada en el estudio del Factor von Willebrand (Brinkhous and Smith, 1988).

El veneno de la Vipera Russellii se utiliza en el diagnóstico de las deficiencias del Factor X y del Factor Plaquetario 3 (Thompson, 1991).

La Ecarina, proveniente de la Agkistrodon contortix es de utilidad en el diagnóstico de las disprotrombinemias y el veneno de la Oxyuranus scutellatus, para el dianóstico de las deficiencias del mismo factor (Stocker, et al., 1986; Kornnalik, 1988).

El Protra C, derivado del veneno de la Agkistrodon contortix, como activa directamente la Proteína C,

se utiliza para el diagnóstico de la deficiencia de esta proteína (Lisbermann et al., 1986; Vinazer and Pángraz, 1987).

AGRADECIMIENTO

Agradecemos la colaboración de la Sra. Ludomira Rybak por su excelente trabajo secretarial.

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