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A intervenção nos músculos mastigatórios com a toxina botulínica está aumentando entre dentistas com o objetivo de reduzir a atividade dos músculos como o masseter durante parafunções como o bruxismo. Além disso, a paralisia temporária causada por essa neurotoxina resulta em atrofia do masseter, destinada a alterações estéticas, como a hipertrofia massetérica benigna. No entanto, a falta de evidências sobre sua eficácia e os potenciais efeitos adversos nas estruturas musculoesqueléticas associadas aumentaram o interesse em avaliar cientificamente esta última, algo que até agora não foi considerado por muitos clínicos.

Perda óssea mandibular após intervenção dos músculos mastigatórios com toxina botulínica: uma abordagem da pesquisa básica aos achados clínicos



Resultado de imagem para botox e bruxismoO aparelho mastigatório dos mamíferos é um sistema anatômico complexo e especializado, necessário para funções como a mastigação, autodefesa e relações sociais dentre outras. Seus principais componentes são os dentes, os ossos maxilar e mandibular, a articulação temporomandibular (ATM) e os músculos mastigatórios, com uma origem comum no primeiro e no segundo arcos faríngeos. Os músculos mastigatórios (pterigóides medial e lateral, temporal e masseter) trabalham em sincronia para fornecer os movimentos mandibulares, com a ATM como ponto de apoio. A ATM articula o côndilo mandibular com a fossa mandibular na base do crânio. O côndilo mandibular exibe uma superfície articular coberta com fibrocartilagem e um osso subcondral subjacente. É também um centro de crescimento que mantém sua atividade em indivíduos adultos, o que lhe permite adaptar-se às mudanças de estímulos externos.
Durante a ontogenia, a estrutura e a função dos músculos mastigatórios são necessárias para o desenvolvimento adequado da ATM dos mamíferos, bem como o desenvolvimento da mastigação. Além disso, a biomecânica dos músculos mastigatórios é necessária durante a idade adulta para manter a homeostase da articulação. As alterações funcionais e / ou estruturais em um ou mais componentes da ATM são reconhecidas como desordens temporomandibulares (DTMs), agrupadas por condições musculares, articulares ou de desenvolvimento. As DTMs incluem várias condições patológicas que prejudicam gravemente a qualidade de vida, com alto custo no diagnóstico e no manejo. Além disso, as alterações relacionadas às DTMs afetam, em todo o mundo, as atividades diárias humanas, como conversar, comer e dormir, com maior prevalência em mulheres adultas entre 20 e 40 anos.
A mandíbula é um osso irregular que fornece suporte e proteção aos tecidos moles craniofaciais; seu osso alveolar abriga os dentes inferiores, permite a inserção dos músculos mastigatórios, mantendo as propriedades gerais do osso como reservatório mineral e centro primário da hematopoiese. Como a função muscular e a homeostase óssea estão relacionadas nos níveis biomecânico e bioquímico, ainda é necessário entender o efeito de alterações musculares mastigatórias, como paralisia induzida pela toxina botulínica tipo A para fins terapêuticos, sobre o processo de remodelação óssea na mandíbula de mamíferos.

1.1          Remodelação Óssea como Mecanismo de Integração no Aparelho Mastigatório

Em geral, o tecido ósseo é altamente organizado em vários níveis (da nano à macroestrutura). É composto de osso cortical com grande quantidade de conteúdo mineral e lâminas concêntricas e osso trabecular menos mineralizado e irregular. Além disso, o osso é altamente inervado e vascularizado, e apresenta uma cobertura especializada chamada periósteo na superfície externa, com um análogo interno chamado endósteo, em contato direto com a medula óssea.
A remodelação óssea é o processo de renovação óssea após a maturação, e o primeiro processo é a degradação do tecido danificado (reabsorção óssea). Os osteoclastos são uma linhagem celular especializada que realiza o processo de reabsorção óssea. Essas células resultam da fusão de monócitos, recrutados por sinais moleculares específicos, como o ativador receptor do fator nuclear κ ligante (RANKL), necessário para a osteoclastogênese. Após a reabsorção óssea, a aposição óssea é realizada pelos osteoblastos. Uma vez concluída a aposição óssea, uma porção da população de osteoblastos é coberta por tecido ósseo mineralizado e se diferencia em osteócitos. Os osteócitos representam quase 95% das células ósseas e exibem longevidade prolongada, são sensíveis a estímulos mecânicos e são a principal fonte de RANKL no osso trabecular. O equilíbrio entre RANKL e seu antagonista solúvel, Osteoprotegerina (OPG), determina os processos de homeostase e remodelação óssea. A redução da densidade mineral óssea (DMO), que reflete o conteúdo mineral do osso, é denominada osteopenia. Precede a osteoporose, que compromete a microestrutura e a qualidade óssea trabecular sob diferentes condições, como imobilização, alterações hormonais, entre outras. Como a maior parte da mandíbula é formada por osso, a capacidade adaptativa desse tecido mineralizado é necessária para a integridade do aparelho mastigatório dos mamíferos.

1.2          Mecanismo de Ação e Tratamento de Distúrbios Musculares Orais: Uso de Toxina Botulínica Tipo A em Odontologia

A toxina botulínica é uma neurotoxina produzida pela bactéria anaeróbica Clostridium botulinum . O sorotipo mais potente é o A (BoNT / A) e é composto por duas cadeias: uma cadeia pesada de 100 kDa e uma cadeia leve de 50 kDa. O primeiro atua como um ligante específico para os receptores pré-sinápticos da membrana nas terminações nervosas colinérgicas (como NMJ) e o segundo, uma vez dentro do neurônio motor, cliva a proteína SNAP25 através da atividade proteolítica dependente de zinco; O SNAP25 faz parte do complexo SNARE, necessário para a exocitose. Portanto, a liberação de acetilcolina na fenda da ATM é bloqueada e o músculo esquelético é paralisado temporalmente e subsequentemente atrofiado. Este é um resultado esperado na odontologia para distúrbios musculares orais, como bruxismo do sono ou condições estéticas como hipertrofia masseterica. Além disso, o bloco de neurotransmissores liberados (como Substância P) também parece ser útil para o tratamento de dor miofascial. No entanto, há uma falta de evidência de alta qualidade que apóie a eficácia dessa intervenção para esses distúrbios mencionados. Além disso, essa neurotoxina não é aprovada para intervenções no aparelho mastigatório, de acordo com a Food and Drug Administration (FDA) dos EUA; como tal, seu uso clínico é “off-label”. Apesar disso, o BoNT / A foi considerada uma opção para alguns ensaios clínicos e é comumente usada por dentistas e terapeutas estéticos. Isso levanta a preocupação com a segurança desse procedimento.

1.3 BoNT / A e perda óssea no aparelho mastigatório


Considerando que a contração muscular leva à mecanotransdução e sinalização molecular necessária para a homeostase óssea, o que acontece ao osso mandibular quando os músculos mastigatórios estão paralisados? Evidências pré-clínicas mostraram que a atrofia muscular mastigatória induzida por BoNT / A prejudica o desenvolvimento ósseo craniofacial, reduzindo o tamanho de regiões específicas da mandíbula (como côndilo mandibular) e alterando sua morfologia, quando comparado com indivíduos normalmente desenvolvidos. No entanto, os efeitos adversos dessa intervenção em indivíduos adultos permanecem pouco compreendidos. Portanto, o objetivo deste trabalho é condensar a literatura atual e relevante sobre a perda óssea mandibular em mamíferos totalmente maduros após a intervenção de BoNT / A nos músculos mastigatórios.
2. Métodos
Uma pesquisa eletrônica na literatura das bases de dados PubMed, EMBASE e Scopus, foi realizada em janeiro de 2019 por dois revisores independentes, com o objetivo de identificar a literatura relevante sobre o efeito da atrofia muscular mastigatória induzida pela toxina botulínica tipo A (BoNT / A) na estrutura óssea mandibular de indivíduos adultos. Nenhum intervalo de tempo foi considerado e a pesquisa foi restrita ao idioma inglês.
3. Resultados
A estratégia de busca recuperou um total de 796 artigos. Após avaliação do título e resumo, 14 artigos foram incluídos para revisão em texto completo. Dos artigos selecionados, 10 eram estudos experimentais em modelos animais (camundongos, ratos e coelhos) e 4 eram relatos de estudos em humanos: um relato de caso clínico, dois estudos retrospectivos e um ensaio clínico.
A pesquisa bibliográfica recuperou estudos pré-clínicos e clínicos relacionados a alterações ósseas mandibulares após a intervenção BoNT / A nos músculos mastigatórios. Em conjunto, é possível descrever os principais resultados com base em três níveis diferentes para avaliação da qualidade óssea: alterações celulares e metabólicas, alterações microestruturais e alterações morfológicas.

3.1 Alterações celulares e metabólicas

Tsai et al. (2010) não encontraram diferenças na DMO de todas as amostras da mandíbula em um modelo de rato de injeção unilateral de BoNT / A no músculo masseter, três meses após a intervenção. No entanto, uma redução de 3 a 4% na DMO foi descrita nos côndilos inferiores de camundongos fêmeas jovens injetadas com BoNT /A unilaterais quatro semanas após a intervenção, comparando o lado injetado com o lado não injetado contralateral ou com amostras de animais sem intervenção. Resultados não publicados do modelo de estudo mostram alterações ainda mais precoces na DMO. Em camundongos adultos, sete dias após a intervenção unilateral de BoNT / A no músculo masseter, foi encontrada uma redução significativa na DMO dos côndilos mandibulares do lado injetado com BoNT / A, em comparação ao lado injetado com solução salina.
Uma redução significativa nos processos de remodelação óssea das amostras do lado experimental foi detectada em camundongos adultos jovens como uma diminuição na atividade dos osteoclastos (medida com coloração TRAP) e na mineralização óssea (avaliada por coloração com fosfatase alcalina e fluorescente, corantes para ossos mineralizados) após quatro semanas. Em contraste com esses achados, Shi et al. relataram, em ratos adultos do sexo feminino, um aumento significativo da coloração TRAP no osso subcondral dos côndilos mandibulares quatro semanas após a injeção bilateral de BoNT / A nos músculos masseteres, quando comparados com amostras de animais injetados bilateralmente com solução salina. No entanto, diferentes técnicas foram implementadas para avaliar a coloração TRAP: Nas amostras de camundongos, uma abordagem fluorescente foi empregada usando pixels positivos para TRAP para quantificação, enquanto o estudo com ratos utilizou um procedimento imuno-histoquímico com quantificação positiva de células TRAP multinucleadas. Além disso, em um estudo piloto com ratos machos adultos, demonstramos um aumento significativo nos níveis de mRNA do marcador de reabsorção óssea RANKL nos extratos dos côndilos inferiores apenas dois dias após a injeção unilateral de BoNT / A no músculo masseter.

3.2 Alterações microestruturais

Em um estudo piloto, foi implementado um modelo de camundongo para determinar o efeito da injeção unilateral de BoNT / A no músculo masseter na microestrutura do côndilo mandibular em camundongos machos adultos. Foi encontrado uma redução significativa no osso por área de tecido (B.Ar/T.Ar; 30%) e espessura trabecular (Tb.Th; 55%) do osso subcondral no lado tratado, avaliada por histomorfometria de fatias representativas da porção média dos côndilos mandibulares duas semanas após a intervenção. Em ratos machos adultos, a mesma intervenção mostrou uma diminuição significativa na espessura cortical e no osso trabecular em cortes coronais nos níveis coronoide e molar, três meses após a intervenção. Além disso, usando histomorfometria óssea 2D em coelhos adultos fêmeas, foi encontrada uma redução significativa semelhante no osso subcondral (20%) quatro semanas após intervenção unilateral no músculo masseter, com recuperação estatisticamente não significativa às 12 semanas, quando comparada à lado de controle injetado com solução salina. Além disso, uma avaliação microCT de cortes 2D representativos da porção média do côndilo mandibular em coelhos mostrou uma redução significativa de B.Ar/T.Ar quatro semanas após a intervenção (em comparação com o lado controle); a diferença nesse parâmetro ósseo ainda era estatisticamente significante em 12 semanas. Além disso, uma perda de osso alveolar (no nível do molar) foi detectada no lado experimental, mas não foi mais detectada 12 semanas após a intervenção BoNT / A. Em ratos machos adultos, a injeção unilateral de BoNT / A nos músculos masseter e temporal resultou em uma redução significativa de B.Ar/T.Ar no osso alveolar e no côndilo mandibular (20 e 35%, respectivamente) quando comparados com o lado controle quatro semanas após, usando imagens de microCT.
Em comparação com as avaliações 2D, as análises 3D (volumétricas) de mandíbulas usando a tecnologia microCT oferecem uma imagem mais completa de como a perda óssea se apresenta após a intervenção BoNT / A. Foi demonstrado, por exemplo, que a extensão da perda óssea é menor do que o esperado nas análises 2D, embora ainda seja significativa. Uma análise 3D avançada usando microCT de alta resolução mostrou uma redução de 10 a 11% na fração de volume ósseo (BV / TV) no côndilo mandibular de camundongos fêmeas jovens adultos e camundongos machos adultos quatro semanas e duas semanas após, respectivamente. Um valor mais alto foi relatado em outro estudo (perda de 21% na BV / TV), mas esses ratos eram mais jovens (cinco semanas de idade). Nos côndilos mandibulares de camundongos machos adultos, a Tb.Th também foi significativamente reduzida, enquanto o número trabecular (Tb.N) e a densidade trabecular (Conn.D) aumentaram significativamente em duas semanas. No entanto, nenhuma diferença estatisticamente foi detectada para esses parâmetros ósseos no osso alveolar no nível do primeiro molar. Por outro lado, nos côndilos mandibulares de camundongos adultos jovens do sexo feminino, a Tb.Th foi reduzida significativamente (17%) e a separação trabecular (Tb.Sp) aumentou 18% em quatro semanas, em comparação com o lado controle. Além disso, resultados não publicados de laboratório onde foi feito o estudo, usando uma abordagem de microCT de alta resolução descrita anteriormente, confirmou que a redução significativa dos parâmetros da microestrutura óssea, como BV / TV e Tb.Th, é mais pronunciada na porção média do côndilo mandibular. Isso pode explicar por que os achados de estudos que avaliaram apenas a porção média do côndilo mandibular usando uma abordagem 2D relataram maior perda óssea do que aqueles que usaram a avaliação 3D. Curiosamente, a injeção bilateral de BoNT / A nos músculos masseteres pode ter um efeito adverso maior na microestrutura do côndilo mandibular. Como mostrado por Shi et al. em ratos fêmeas adultas, às 4 semanas, BV / TV e Tb.Th dos côndilos mandibulares diminuíram 50% e o Tb.Sp aumentou significativamente quando comparado com amostras de indivíduos controle.
Em humanos, um estudo piloto em mulheres adultas sugeriu um dano potencial do côndilo mandibular após a intervenção de BoNT / A nos músculos mastigatórios. Os pacientes foram administrados entre 2 e 7 injeções de BoNT / A, com um tempo médio de três meses entre as sessões. A análise de imagem de dois radiologistas independentes, utilizando tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC), detectou uma redução significativa da densidade óssea trabecular e da espessura cortical, quando comparada com uma coorte semelhante de indivíduos não expostos. Com a mesma abordagem da TCFC, um ensaio clínico em pacientes com hipertrofia massetérica (homens e mulheres adultos) mostrou uma redução significativa do volume ósseo no ângulo mandibular após duas sessões diferentes de injeções bilaterais de BoNT / A nos músculos masseteres, com um tempo de quatro meses entre cada um e avaliação seis meses após a primeira intervenção BoNT / A. Por outro lado, um estudo retrospectivo em mulheres adultas com face quadrada como queixa principal, não encontrou diferença significativa em todo o volume da mandíbula e na espessura cortical do ramo mandibular três meses após as injeções bilaterais de BoNT / A nos músculos masseteres.

3.3 Alterações morfológicas

Tsai et al. relataram várias alterações mandibulares três meses após a intervenção unilateral de BoNT / A no músculo masseter de ratos machos adultos. As medidas lineares demonstraram uma redução significativa do ramo mandibular e um aumento significativo no comprimento da mandíbula, medido entre o côndilo mandibular e a ponta do incisivo inferior. Além disso, descreveram alterações morfológicas qualitativas na inserção dos músculos mastigatórios. Isso é consistente com nossos achados no local de inserção do músculo masseter injetado por BoNT / A no lado vestibular da mandíbula, próximo à região do primeiro molar. No entanto, a avaliação da microestrutura óssea nessa porção específica do processo alveolar não revelou diferenças significativas quando comparada com o lado controle injetado em solução salina, 2 semanas após. A avaliação 3D da forma do côndilo usando morfometria geométrica mostrou que, 2 semanas após a intervenção unilateral de BoNT / A no músculo masseter, os côndilos do lado injetado foram estendidos anteroposteriormente, com uma largura diminuída, e exibiram uma superfície côncava ântero-superior, quando comparado com amostras do lado controle. Esses achados contrastaram com um estudo que utilizou camundongos adultos jovens do sexo feminino, onde foi encontrada uma redução na dimensão ântero-posterior do côndilo mandibular quatro semanas após a intervenção unilateral do BoNT / A, mas sem nenhuma alteração no comprimento mandibular (entre côndilo e incisivo). Em humanos, um relato de caso clínico de uma mulher adulta que recebeu injeções repetidas de BoNT / A no músculo masseter a cada três meses para o tratamento da distonia oromandibular mostrou uma reabsorção óssea condilar apenas no lado injetado com BoNT / A, uma alteração morfológica detectada com ressonância magnética dinâmica.

4. Discussão

A intervenção BoNT / A é uma ferramenta promissora em odontologia para o manejo de várias condições clínicas, incluindo aquelas relacionadas à dor miofascial. Além disso, para dentistas, injetar BoNT / A na região facial não é tecnicamente difícil, tornando esse procedimento altamente disponível para pacientes odontológicos. No entanto, as preocupações com sua eficácia são baseadas em estudos clínicos com um design inadequado e alto risco de viés. Além disso, não há indicações para seu uso no aparelho mastigatório e os efeitos adversos raramente ou nunca são relatados nos ensaios clínicos, pressupondo a ausência de efeitos além dos músculos injetados. A maior parte da literatura relevante aqui encontrada sobre lesão mandibular após a intervenção BoNT / A no aparelho mastigatório é proveniente de estudos pré-clínicos. No entanto, a heterogeneidade no design (ou seja, animais utilizados, marca de BoNT / A, equivalência de dose, métodos de avaliação de dose, entre outros) não permite comparar adequadamente os resultados. Curiosamente, o uso de tecnologias 3D como o microCT adiciona melhorias significativas na avaliação dos efeitos ósseos em estruturas irregulares como o côndilo mandibular.
Na odontologia clínica, a intervenção BoNT / A nos músculos mastigatórios tem sido utilizada para o tratamento de vários distúrbios dos movimentos orais, como distonia oromandibular e bruxismo do sono e condições estéticas, como hipertrofia massetérica. No entanto, não há aprovação oficial da FDA para esta estratégia terapêutica. Além disso, considerações de segurança relacionadas aos efeitos adversos da atrofia muscular mastigatória induzida por BoNT / A no osso mandibular de estudos pré-clínicos são relevantes para evitar riscos desnecessários em ensaios em humanos. Assim, a avaliação da mandíbula óssea durante os ensaios clínicos deve ser considerada um resultado importante após a intervenção do BoNT / A nos músculos mastigatórios.
A distonia músculo-óssea no aparelho mastigatório ainda é pouco conhecida, e os resultados de experiências com animais podem ser úteis para estudar a dinâmica celular e molecular por trás da homeostase dos tecidos moles e duros. O estabelecimento de um modelo de estudo nos permite projetar experimentos melhores e controlados com menos recursos (em comparação com o uso de animais maiores), menos tempo para intervenção / resposta e manipulação genética mais fácil. No entanto, é necessário considerar as diferenças genéticas e fisiológicas entre camundongos e humanos antes de sugerir possíveis semelhanças na resposta do tecido ósseo durante a função mastigatória alterada induzida por BoNT / A. O processo de remodelação óssea é muito mais rápido em camundongos (duas semanas) quando comparado com humanos (até nove meses). Além disso, a perda óssea após a intervenção de BoNT / A no músculo esquelético é dependente da tensão em camundongos, o que sugere que uma atenção cuidadosa deve ser dedicada durante o desenho experimental e a comparação entre estudos. Curiosamente, a resposta molecular durante a perda óssea, como o aumento de RANKL, foi explorada usando camundongos geneticamente modificados e representa algumas características comuns da biologia óssea entre essas espécies em seres humanos. Portanto, embora a biomecânica da mastigação em camundongos e outros animais seja diferente, é possível que eles compartilhem mecanismos celulares e moleculares relacionados aos processos de remodelação óssea. Sem dúvida, seria relevante poder avaliar esses processos em humanos. No entanto, devido ao dano ósseo observado pela intervenção BoNT / A dos músculos masseteres no modelo animal, não consideramos pertinente ou ético conduzir um estudo clínico.
A maioria dos estudos que usam roedores como modelos para avaliar os efeitos do desequilíbrio mastigatório induzido por BoNT / A é altamente focada na cartilagem condilar mandibular (MCC). É importante ressaltar, porque os efeitos precoces da atrofia do músculo masseter após a intervenção BoNT / A parecem estar relacionados a alterações celulares / moleculares e microestruturais no osso subcondral, precedendo os danos detectáveis do MCC. Portanto, os modelos de camundongos são importantes para entender os potenciais efeitos adversos do BoNT / A na homeostase mandibular, bem como desvendar os mecanismos celulares e moleculares responsáveis por esses resultados. Tomados em conjunto, os resultados de modelos pré-clínicos usando a intervenção BoNT / A também podem esclarecer patologias como osteoartrite da articulação temporomandibular.
Reunindo evidências, descobriu-se que a melhor maneira de calcular a dose de BoNT / A a ser injetada no músculo masseter de diferentes modelos pré-clínicos é a relação entre as unidades de toxinas e a massa muscular. Dessa maneira, descobriu-se que a injeção de Botox® do músculo masseter de 1,2 a 3,3 U / g é segura para intervenções em modelos de camundongo, rato e coelho. Este é um parâmetro importante a ser considerado ao iniciar qualquer estudo piloto, pois reduzirá a perda de animais utilizados na calibração do procedimento. Além disso, é relevante observar que unidades de diferentes marcas de BoNT / A comercializadas não são equivalentes; portanto, é altamente necessário considerar a fonte BoNT / A ao comparar evidências. A molécula de onabotulinumtoxin A é a BoNT / A mais relatada em estudos experimentais em animais e foi relatada em um ensaio clínico , enquanto a abobotulinumtoxin A foi usada em outro estudo em humanos. No entanto, todos os estudos pré-clínicos com resultados ósseos usaram BoNT / A da mesma empresa (Allergan, Inc.), enquanto ambos os estudos clínicos usaram BoNT / A da Medytox, Inc. e Ipsen Biopharm Ltd. Portanto, a marca e a dosagem de BoNT / A devem ser cuidadosamente consideradas ao revisar a literatura e avaliar a eficácia ou os efeitos adversos dos procedimentos com BoNT / A.

5. Conclusões

Os achados dos estudos pré-clínicos analisados aqui sugerem que a intervenção com BoNT / A nos músculos mastigatórios apresenta efeitos adversos relacionados à perda óssea na mandíbula em regiões específicas e dependentes do tempo, como o côndilo mandibular e o processo alveolar. No entanto, os mecanismos celulares e moleculares por trás desses fenômenos ainda precisam ser totalmente compreendidos. Será relevante abordar no futuro se a atrofia / paralisia muscular leva a eventos de osteopenia por meio de descarga mecânica, uma desregulação de fatores bioquímicos normalmente secretados pelos músculos para manter a homeostase óssea, ou ambos. Pesquisas básicas adicionais também podem fornecer ferramentas para novas indicações e controlar efeitos indesejados. Por outro lado, estudos em humanos são escassos e relatam desenhos e resultados contrastantes em relação aos efeitos da perda óssea mandibular. Contudo, o único ensaio clínico analisado aqui demonstrou perda óssea do ângulo mandibular após injeções repetidas de BoNT / A no músculo masseter. Portanto, a revisão atual evidencia avisos sobre a potencial perda óssea mandibular que pode afetar a articulação temporomandibular e o osso alveolar ao redor dos dentes, e essa afirmação deve ser comunicada aos pacientes antes da intervenção do BoNT / A nos músculos mastigatórios.


Julián Balanta-Melo; OrcID,Viviana Toro-Ibacache; Kornelius Kupczik; Sonja Buvinic; OrcID. Mandibular Bone Loss after Masticatory Muscles Intervention with Botulinum Toxin: An Approach from Basic Research to Clinical Findings. Toxins 2019, 11(2), 84