Post on 01-Jul-2015
Paper Mata Kuliah Olahraga dan Seni Hari/Tanggal : Februari 2011
PENYEDIAAN MAKANAN UNTUK AKTIVITAS TUBUH
Novita Puji Handayani I14104001Sondang Nababan I14104002Dewi Fitriyanti I14104003Yudhi Adrianto I14104004Endah Mayang sari I14104007Yulinda Kurniasari I14104008Andra Vidyarini I14104009Kumalawati Dewi I14104010Relina Kusumawardhani I14104011Irani Rachmawati I14104012Citra Nirwansyah Ario I14104013Resita Nurbayani I14104015Dea Nurul Azizah I14104016
Penanggung Jawab Mata Kuliah
Siti Sofiah, S.Pd.
DEPARTEMEN GIZI MASYARAKAT
FAKULTAS EKOLOGI MANUSIA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
BAB IV
PENYEDIAAAN MAKANAN UNTUK BERAKTIVITAS
Karbohidrat, lemak, dan protein yang terdapat pada makanan
menyediakan energi sebagai bahan bakar dalam tubuh. Sebelum digunakan,
energi harus dikonversi terlebih dahulu menjadi Adenosin Trifosfat (ATP). ATP
dapat dihasilkan dengan atau tanpa oksigen, tergantung dari jangka waktu dan
intensitas saat latihan. Jumlah oksigen pada otot tergantung dari kemampuan
jantung dan paru-paru dalam mengirimkan oksigen ke otot.
Simpanan Energi
Energi dapat disimpan di dalam tubuh. Energi dalam bentuk ATP lebih
sedikit dibandingkan dalam bentuk kreatinin fosfat yang dapat digunakan dengan
segera di dalam otot pada waktu tertentu. Simpanan karbohidrat dan lemak
digunakan untuk menghasilkan ATP. Protein tidak disimpan di dalam tubuh,
tetapi protein yang telah mengalami kerusakan dibutuhkan untuk menyediakan
energi saat latihan.
Karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen yang terdapat didalam otot
dan hati. Energi yang disimpan sebagai glikogen jumlahnya lebih sedikit
dibandingkan dengan jumlah yang disimpan dalam bentuk lemak dan bentuk
protein. Sekitar 60-120g (atau sama dengan 2-4 pon) glikogen yang tersimpan
dalam hati. Setelah makan, simpanan glikogen dalam hati meningkat sehingga
glukosa darah tetap tersedia sampai malam hari. Makanan yang baik saat
sarapan akan menggantikan glikogen dalam hati yang sudah terpakai selama
malam hari. Di dalam otot terdapat 200-500g (1/2-1 pon) glikogen dari 70 kg
berat perorang. Glikogen otot dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk
melakukan aktivitas otot . Konsumsi karbohidrat yang tinggi akan meningkatkan
kandungan glikogen dalam otot.
Cadangan lemak di dalam tubuh hampir tidak terbatas, diperkirakan 130
pon energi yang tersimpan sebagai lemak tubuh bagi wanita dengan berat badan
(54 kg) sudah cukup untuk melakukan aktivitas berlari 1000 mil (1609 km).
Sebagian besar lemak di dalam tubuh tersimpan dalam bentuk trigliserida yang
terdapat pada jaringan adiposa di bawah kulit dan di sekitar organ tubuh.
Jumlahnya sangat kecil dibandingkan lemak yang terdapat dalam otot.
Protein dapat digunakan sebagai bahan bakar dari protein di dalam tubuh
yang telah mengalami kerusakan. Protein penting untuk kelangsungan hidup
seperti protein dalam otot. Protein sangat dibutuhkan sebelum terjadi kerusakan
yang mempengaruhi fungsi tubuh.
TABEL 4.1 ENERGI YANG TERSEDIA DI DALAM TUBUH
Simpanan Energi Letak utama Energi
(Kalori)*
Glikogen Hati dan otot 1,400
Glukosa atau lemak Cairan tubuh 100
Trigliserida Jaringan adiposa 115,000
Protein otot 25,000
*Jumlah tersebut terdapat pada laki-laki dengan berat badan berkisar 70Kg
Bagaimana Ketersediaan Energi Mempengaruhi
Jangka Waktu Latihan Olahraga?
Ketersediaan energi sebagai bahan bakar tergantung berapa lama
manusia melakukan latihan. Saat detik-detik pertama, tubuh dapat menggunakan
ATP dan kreatinin fosfat dengan jumlah yang sedikit yang tersimpan di dalam
otot, setelah itu tambahan ATP sangat diperlukan.
Energi : ATP dan Kreatinin Posfat
Pada saat langkah-langkah awal joging dipagi hari, contohnya, jantung
dan paru-paru tidak mempunyai waktu untuk segera melakukan peningkatan
pengiriman oksigen ke otot selama ATP masih dibutuhkan sebagai bahan bakar
untuk aktivitas otot. Pada saat 10-15 detik pertama di dalam latihan, otot
menggunakan energi dari simpanan ATP dan kreatinin fosfat yang merupakan
penyusun energi tertinggi yang tersimpan dalam otot. Oksigen tidak dibutuhkan
sebagai bahan bakar. Pada saat otot beristirahat, terdapat simpanan ATP yang
cukup untuk bahan bakar otot selama tiga detik lamanya. Pemakaian ATP untuk
otot, transfer enzim fosfat dari kreatinin fosfat ke adenosin difosfat (ADP) dapat
digunakan untuk pembentukan ATP dalam jumlah yang lebih banyak lagi. Jumlah
kreatinin fosfat yang disimpan dalam jumlah yang sedikit dapat menjadi bahan
bakar aktivitas otot untuk 8-10 detik.
Rendah dan tingginya intensitas latihan, seperti berlari 100 meter,
berenang 25 meter, atau mengangkat beban berat, bahan bakar bisa didapatkan
secara khusus dari energi yang tersimpan dalam bentuk ATP dan kreatinin fosfat.
Kebutuhan meningkat saat melakukan kegiatan olahraga, seperti bola basket.
Dalam olahraga-olahraga permainan seperti bola basket, lompat galah, atau
tolak peluru akan tetap membutuhkan ATP. ATP dihasilkan dari metabolisme
karbohidrat, protein, dan lemak.
Bahan Bakar (Energi) yang dibutuhkan saat Latihan Jangka Pendek :
Metabolisme Anaerob
Setelah latihan selama 10-15 detik, cadangan ATP dan kreatinin fosfat
dalam otot akan habis, dan bagaimanapun jantung dan paru-paru membutuhkan
lebih banyak waktu untuk melakukan pengiriman oksigen ke otot.
Gambar 4.1 saat memulai berolahraga, otot memperoleh energi dari simpanan
Setelah 30 detik bergerak, skema anaerob mulai bekerja dengan
maksimal. Metabolisme aerob mulai memberikan kontribusi energi yang
signifikan setelah sekitar 2 menit setelah olah raga dimulai, dan metabolisme
anaerob bertanggung jawab untuk memproduksi energi yang dibutuhkan selama
aktivitas jangka panjang.
Gambar 4.2
Pada saat kekurangan oksigen, ATP diproduksi dari glukosa melalui
metabolisme anaerob, yang mana pembentukan ATP dilakukan dengan cepat
namun tidak effisien. Ketika oksigen sudah tersedia, maka metabolisme aerob
dapat bekerja dengan menggunakan baik glukosa maupun asam lemak untuk
memacu ATP. Pada saat terjadi, produksi ATP menjadi lebih lambat namun
sebagian besar ATP yang sudah ada dipacu oleh tiap molekul glukosa
Sel otot menggunakan metabolisme anaerob, yakni metabolisme yang
tidak membutuhkan oksigen dalam pembentukan ATP. Reaksi metabolisme
anaerob terjadi di bagian sitoplasma sel. Metabolisme anaerob hanya dapat
menggunakan glukosa sebagai bahan bakar. Pada proses yang disebut glikolisis,
glukosa dengan 6 karbon di pecah menjadi dua molekul piruvat dengan 3 karbon
(Gambar 4.2) dan membentuk dua molekul ATP, yang selanjutnya dapat
digunakan untuk menggerakan kontraksi otot. Produk sementara dari produksi
ATP secara anaerob piruvat dan energi elektron yang tinggi, dikombinasikan
dalam bentuk sebuah molekul yang disebut asam laktat. Asam laktat dapat
ditransportasikan keluar otot untuk digunakan oleh jaringan lain. Hati dapat
mengubah asam laktat menjadi glukosa. Jika jumlah asam laktat yang di
produksi berlebihan maka hanya sedikit yang dapat digunakan, yang diperlukan
untuk pembentukan otot dan darah. Pembentukan asam laktat berhubungan
dengan rasa letih, tetapi tidak selalu menjadi penyebab utama dari keletihan.
Energi untuk Pelari Jarak Jauh: Metabolisme Aerob
Setelah 2 – 3 menit berolahraga, detak jantung dan volume pernafasan
mengalami peningkatan , dimana pada proses ini dibawa lebih banyak oksigen
ke otot. Saat ini, metabolisme secara aerob dapat menghasilkan ATP. Untuk
menghasilkan ATP, metabolisme aerob menggunakan glukosa, asam lemak, dan
kadang – kadang asam amino yang berasal dari protein. Proses ini menghasilkan
ATP lebih sedikit dibanding dengan metabolisme secara anaerob, tetapi proses
ini lebih efisien, karena menghasilkan sekitar 18 kali lebih banyak ATP untuk
setiap molekul glukosanya.
Reaksi metabolisme aerob ini terjadi pada organel sel yang disebut
dengan mitokondria. Ketika ada oksigen, piruvat diproduksi secara metabolisme
anaerob yang masuk kedalam mitokondria. Disinilah terjadi kehilangan atom
karbon yang menjadi CO2 yang bergabung dengan molekul yang disebut dengan
koenzym A (CoA) menjadi bentuk yang disebut asetil CoA. Ketika ada oksigen,
piruvat digunakan untuk membuat asetil CoA dan tidak ada asam laktat yang
terbentuk. Elektron – elektron dilepas oleh glukosa yang kemudian dibawa oleh
molekul pengganti. Dan kemudian digunakan untuk menghasilkan ATP. Ketika
asam lemak digunakan untuk menghasilkan ATP, rantai asam lemak pertama
diputus menjadi 2 unit karbon dari bentuk asetil CoA. Prose ini disebut dengan
beta oksidasi.
Asetil CoA yang dihasilkan dari beta oksidasi atau pemutusan glokosa,
kemudian akan memasuki tahap selanjutnya dari metabolisme aerob; siklus
asam sitrat. Unutk memulai siklus ini, asetil CoA berkombinasi dengan 4 molekul
carbonyang berasal dari metabolisme karbohidrat. Hasilnya adalah 6 molekul
karbon yang disebut dengan asam sitrat. Pada siklus asam sitrat karbon
kemudian akan berpindah dari CO2 sampai 4 molekul karbon dibentuk kembali.
Reaksi kimia ini menghasilkan 2 molekul ATPper molekul glukosa. Mereka
kemudian akan melepaskan elektron energi tinggi. Elektron –elektron ini akan
bertukar dengan molekul yang kemudian ditransportasikan pada tahap akhir dari
metabolisme aeob, dimana elektron tersebut akan mentransportasaikan rantai.
Transport rantai elektron ini membungkus molekul yang yang begabung dengan
membran dalam dari mitokondria. Molekul ini menerima elektron dari pertukaran
molekul dan kemudian akan turun melewati rantainya sampai mereka selesai
berkombinasi dengan oksigen menjadi air. Elektron yang terlepas, energinya
terjebak dan digunakan untuk membuat ATP.
Kapasitas aerob tergantung pada jumlah oksigen yang diantar dan
digunakanoleh otot. Kapasitas aerob yang besar membuat seseorang untuk
dibentuk nantinya pada latihan tanpa bertumpu pada metabolisme aerob.
Bagaimana Intensitas Latihan dapat berefek pada Metabolisme?
Untuk menghasilkan enegi pada otot selama latihan, ATP diproduksi
secara metabolisme aerob dan anaerob.
Ketinggian dapat berpengaruh pada kesuksesan atletik
Ketika orang – orang pergi dari laut menuju pegunungan, mereka akan
merasa sulit berfikir dan bernafas. Hal ini terjadi karena kandungan oksigen lebih
sedikit dibanding yang ada di udara pada ketinggian normal. Hal ini juga sangat
berpengaruh pada penampilan atlit, contohnya pada Olimpiade musim panas
tahun 1968 yang diselenggarakan di Mexico 7349 (2240 meter diatas permukaan
laut). Pada cabang lari jarak pendek, dimana olahraga ini tidak tergantung pada
oksigen yang tersedia di sel otot, catatan terbaru yang dibentuk pada setiap laki
– laki dan wanita. Bagaimanapun juga, pada lomba yang memperhitungkan
jarak, udara yang dibutuhkan lebih sedikit. Waktu akan melambat pada lomba
berlari lebih lama dari sekitar setengah mil (800 m), dimana oksigen yang
tersedia di otot untuk memproduksi ATP. Tinggi juga memiliki efek yang besar
pada atlet yang tinggal di laut dibandingkan mereka yang harus membiasakan
diri untuk tinggal dan latihan pada ketinggian. Jumlah ATP yang diproduksi oleh
masing-masing tergantung dari intensitas aktivitasnya. Selama intensitas latihan
yang cukup, hati dan paru-paru dapat menyalurkan oksigen yang cukup ke otot
untuk mendukung metabolism aerobik. Metabolisme aerobic dapat menggunakan
baik glukosa dan lemak untuk memproduksi ATP. Ketika intensitas latihan
meningkat, oksigen tidak dapat disalurkan ke otot dengan cepat untuk memenuhi
kebutuhan energi selama metabilisme aerobic terjadi, maka metabolisme
glukosa secara anaerobik meningkat untuk menyediakan tambahan ATP.
Semakin intens sebuah latihan, semakin banyak proporsi ATP yang disediakan
oleh metabolisme glukosa secara anaerobik.
Bagaimana Latihan Dapat Mempengaruhi Metabolisme?
Sebagaimana telah didiskusikan sebelumnya, latihan meningkatkan
jumlah oksigen yang disalurkan ke otot. Hal tersebut meningkatkan jumlah darah
yang dipompa pada setiap detakan jantung, volume darah, jumlah sel darah
merah, dan jumlah kapiler di otot. Pada tingkat sel otot, latihan meningkatkan
jumlah dan ukuran mitokondria, kemampuan untuk memetabolisme asam lemak,
dan jumlah simpanan glikogen. Efek psikologi dan biokimia ini meningkatkan
kemampuan personal untuk menyalurkan oksigen ke sel otot, dan kemampuan
sel untuk memproduksi ATP melalui metabolisme aerobik.
Membandingkan kinerja terlatih dan tidak terlatih pada seseorang dalam
sebuah kegiatan yang identik mengungkapkan pengaruh terhadap latihan. Jika
dua orang pada usia yang sama umur, tinggi, dan beratnya mencoba bersepeda
menanjak selama satu jam dengan mengatur kecepatan, tingkat latihan dapat
mempengaruhi tipe metabolism, bahan bakar terbakar, dan berapa lama setiap
orang dapat terus bertahan. Orang yang terlatih dapat bersepeda pada
kecepatan yang diminta saat dominan menggunakan metabolisme aerobik. Ia
dapat menggunakan sebagian besar asam lemak sebagai sumber energi, jadi
cadangan glikogennya tidak menipis. Ia dapat bersepeda selama satu jam
penuh. Orang yang tidak terlatih tidak dapat bersepada pada kecepatan yang
diminta hanya dengan menggunakan metabolisme aerobik. Ia akan
menggunakan metabolisme glukosa secara anaerobik untuk mensuplai beberapa
kebutuhan energi. Sebelum waktu bertambah, cadangan glikogennya akan habis
dan ia akan melambat atau berhenti bersepeda.
Pengisian Bahan Bakar Latihan dengan Karbohidrat
Glukosa adalah bentuk karbohidrat yang digunakan otot sebagai sumber
bahan bakar selama latihan. Glukosa dapat diperoleh dari perombakan glikogen
di otot, atau dapat disalurkan oleh darah. Glukosa yang disalurkan darah berasal
dari simpanan glikogen di hati, sintesis glikogen oleh hati, dan konsumsi
karbohidrat dari makanan atau minuman selama latihan.
Seberapa cepat glukosa digunakan selama latihan tergantung pada
intensitas latihan (Gambar 4.3). Latihan dengan intensitas tinggi bergantung
pada metabolisme anaerobik yang menggunakan glukosa sebagai sumber
bahan bakar. Glukosa untuk latihan dengan intensitas tinggi mayoritas berasal
dari glikogen otot. Untuk itu, semakin intens latihan, senakin banyak glikogen
yang digunakan. Penipisan glikogen otot merupakan salah satu factor yang
terlibat pada timbulnya kelelahan selama latihan.
Selama intensitas latihan yang rendah dan sekedarnya, otot dapat
menggunakan lemak sebagai bahan bakar, jadi penipisan glikogen berlangsung
lebih lambat. Tetapi bahkan ketika metabolisme aerobik mendominasi, beberapa
glukosa tetap digunakan. Beberapa berasal dari glikogen otot dan beberapa
disalurkan oleh darah. Ketika simpanan glikogen otot menurun, glucosa yang
diedarkan darah menjadi sumber karbohidrat yang lebih penting. Hormon
dilepaskan selama latihan membantu menjaga kadar gula darah dan dapat terus
menyuplai glukosa ke sel tubuh, termasuk otot. Sebagai contoh, tak lebih dari
detik-detik awal latihan, hormon epinefrin dan norepinefrin dilepaskan. Ketika
kadar gula darah mulai turun, pankreas mensekresikan hormone glukagon.Ketiga
hormon ini merangsang hati untuk merombak glikogen dan membentuk glukosa
baru.
Ketika glikogen hati dipecah, glukosa dibebaskan ke dalam darah.
Selama latihan dengan intensitas lama, glikogen hati menipis. Untuk menjamin
glukosa tetap tersedia, glukagon juga merangsang glukoneogenesis, atau proses
pembentukan glukosa baru.
Sumber Energi Pada Intensitas Latihan Yang Berbeda
Gambar 4.3. Aliran darah ke otot meningkat secara dramatis selama latihan
berat, seperti yang ditunjukkan oleh area kuning pada grafik ini. Saat istirahat,
otot-otot terutama akan menggunakan asam lemak sebagai bahan bakar. Asam
lemak juga merupakan bahan bakar yang penting selama latihan intensitas
sedang. Namun, ketika intensitas latihan tinggi, hampir semua energi untuk
kontraksi otot berasal dari glukosa.
Selama latihan glukoneogenesis terjadi terutama di hati. Hat ini
menghasilkan glukosa dari molekul tiga-karbon, termasuk asam laktat, alanin,
dan gliserol. Asam laktat yang dihasilkan oleh metabolisme anaerobik glukosa.
Asam laktat dihasilkan di otot dan dapat melakukan perjalanan ke hati serta
diubah kembali menjadi glukosa. Alanine adalah asam amino yang dihasilkan
dari pelepasan dan pemecahan asam amino dari otot. Gliserol adalah produk
dari pemecahan trigliserida. Bila jaringan lemak dipecah, masing-masing molekul
trigliserida menghasilkan tiga asam lemak dan molekul gliserol. Asam lemak
akan diangkut ke otot. Asam lemak ini digunakan untuk membuat ATP melalui
metabolisme aerobik. Gliserol akan beralih ke hati, di mana ia dapat digunakan
untuk glukoneogenesis. Akibat dari beta-oksidasi asam lemak pecah menjadi
molekul dua-karbon, asam lemak tidak dapat digunakan untuk mensintesis
glukosa.
Jumlah glukosa yang harus diproduksi melalui proses glukoneogenesis
selama latihan tergantung pada beberapa hal, yakni :
Tingkat persediaan karbohidrat yang ada sebelum latihan dimulai
Durasi dan intensitas latihan
Berapa banyak karbohidrat yang dikonsumsi selama latihan
Selama latihan yang lama (tiga jam atau lebih), glukoneogenesis
merupakan sumber utama glukosa untuk otot. Karbohidrat yang dikonsumsi
selama latihan (sebagai minuman atau makanan ringan) dapat memberikan
Gambar
sumber tambahan glukosa. Hal ini bermanfaat untuk latihan yang berlangsung
satu jam atau lebih karena akan menghemat cadangan glikogen, mengurangi
kebutuhan glukoneogenesis, dan menunda kelelahan.
Pengisian Bahan Bakar selama Latihan dengan Lemak
Lemak merupakan sumber energi utama selama latihan, tetapi hanya
dapat digunakan ketika oksigen tersedia. Selama latihan intensitas sedang (60%
sampai 75% dari VO2 maksimum), lemak digunakan sebagai sumber energi
utama untuk kontraksi otot. Bila lemak digunakan sebagai sumber energi,
persediaan glikogen dapat terjaga dan olahraga dapat terus berlangsung untuk
waktu yang lama. Berbagai suplemen makanan, termasuk karnitin dan kafein,
bekerja untuk meningkatkan daya tahan dengan membuat penyerapan asam
lemak menjadi lebih mudah bagi tubuh untuk menggunakan asam lemak tersebut
sebagai bahan bakar (lihat Bab 8).
Asam lemak yang akan digunakan untuk energi, harus diangkut dari
dalam sel otot ke dalam mitokondria. Asam-asam lemak ini diangkut melintasi
membran mitokondria dengan bantuan dari asam amino karnitin. Begitu di dalam
mitokondria, barulah asam-asam lemak tersebut dipecah untuk memproduksi
ATP. Rata-rata kemampuan otot dalam menggunakan asam lemak bergantung
pada kecepatan penghantarannya ke sel dan kemudian ditransportasikan ke dlm
mitokondria.
Asam lemak yang digunakan selama latihan dapat berasal dari jaringan
adiposa, simpanan lemak di sel otot, lemak yang dikonsumsi dari makanan atau
lemak yang disintesis dari hati. Sebagian besar simpanan lemak di tubuh terdiri
dari trigliserida yang ditemukan di jaringan adiposa. Pemecahan trigliserida
dalam jaringan adiposa distimulasi oleh peningkatan hormon epinefrin yang
terjadi ketika latihan dimulai. Hasil asam lemak ditransportasikan melalui aliran
darah ke otot.
Simpanan lemak dalam otot, dikenal sebagai lemak intramuskular, yang
dapat digunakan sebagai sumber energi selama latihan. Lemak ini tersedia di
dalam jaringan otot, jadi asam lemak tersebut tidak diperlukan untuk
ditransportasikan ke dalam darah. Pada aerobik dengan intensitas tinggi lebih
banyak digunakan lemak intramuskular. Trigliserida yang dikonsumsi dari
makanan atau disintesis oleh hati adalah sumber asam lemak yang kurang
dipergunakan selama latihan. Mereka ditransportasikan di dalam darah dalam
partikel yang disebut lipoprotein. Dalam otot, enzim membelah trigliserida dan
mengikuti asam lemak untuk memasuki sel otot. Karena pada umumnya
seseorang tidak mengkonsumsi makanan berlemak dalam jumlah besar sebelum
latihan, maka jumlah energi yang terkandung dalam lipoprotein pada umumnya
sedikit.
Apakah Peran Protein selama Olahraga?
Walaupun protein tidak digunakan sebagai sumber energi yang utama untuk
tubuh, tetapi tubuh tetap menggunakan protein sebagai sumber energi dalam
jumlah sedikit. Jumlah tersebut meningkat dalam beberapa kasus, contohnya :
Jika sumber dari makanan tidak menyediakan jumlah energi yang cukup
Jika seseorang mengkonsumsi protein lebih dari kebutuhannya
Dalam berbagai macam latihan
Asam amino yang tersedia dalam tubuh berasal dari pencernaan protein
dari makanan dan dari pemecahan protein tubuh. Asam amino dapat digunakan
untuk sintesis protein tubuh baru atau molekul yang mengandung nitrogen
lainnya. Jika grup amino yang mengandung nitrogen dihilangkan dari asam
amino, sisa karbon yang terkandung dapat dipecah untuk produksi ATP. Dalam
beberapa kasus, hal tersebut dapat digunakan untuk mensintesis glukosa melalui
proses glukoneogenesis.
Metabolisme protein dipengaruhi oleh intensitas latihan. Latihan dengan
intensitas tinggi meningkatkan penggunaan protein, namun latihan dengan
intensitas rendah tidak. Karena asam amino dapat digunakan untuk mensintesis
glukosa melalui proses glukoneogenesis, protein menjadi lebih penting sebagai
sumber energi ketika simpanan karbohidrat dalam tubuh rendah. Selama latihan,
otot dapat menggunakan asam amino untuk menghasilkan ATP dan untuk
memproduksi molekul yang diperlukan untuk metabolisme aerobik. Setelah
latihan, asam amino digunakan untuk membangun dan memperbaiki protein
dalam otot.
Kebutuhan protein tubuh meningkat karena latihan kekuatan dan latihan
daya tahan. Kekuatan latihan distimulasi otot tumbuh;protein tambahan
dibutuhkan untuk memasok asam amino untuk membangun otot. Latihan daya
tahan meningkatkan kebutuhan protein karena asam amino menjadi sumber
energi yang penting saat latihan terus menerus selama berjam-jam. Selain itu,
asam amino digunakan untuk mensintesis glukosa oleh glukoneogenesis.
Glukosa yang dihasilkan oleh glukoneogenesis membantu menjaga kadar
glukosa darah selama kegiatan daya tahan. Protein tambahan juga diperlukan
untuk memperbaiki cidera otot yang disebabkan oleh latihan intensif.
Kelelahan Akibat Latihan
Kelelahan akibat Latihan disebabkan karena kombinasi antara faktor
psikologis, lingkungan, dan fisiologis. Faktor fisiologis, seperti suasana hati,
dapat mempengaruhi kinerja latihan. Seorang atlet depresi mungkin merasa lelah
bahkan sebelum pertandingan. Faktor lingkungan, seperti suhu, dan
kelembaban, juga dapat mempengaruhi seberapa cepat seorang atlet menjadi
lelah. faktor fisiologis yang mempengaruhi kelelahan termasuk perubahan yang
disebabkan oleh produksi panas, penumpukan metabolit dari metabolisme
energi, dan penipisan glikogen hati dan otot. Saat atlet kehabisan glikogen,
mereka merasa kelelahan yang luar biasa, yang disebut hitting the wall atau
bonking. Persediaan glikogen akan lebih cepat habis ketika oksigen tidak
tersedia dan metabolisme anaerobik dominan.
Cepat atau lambat, semua olahraga akan menyebabkan kelelahan dan
keletihan. Hal ini terjadi tergantung pada jenis dan durasi latihan, intensitas
latihan, dan kebugaran dari atlet. Selama latihan intensitas tinggi, oksigen tidak
bisa sampai ke otot cukup cepat, sehingga tubuh sangat bergantung pada
metabolisme anaerobik dari glukosa. Hal ini menyebabkan persediaan glikogen
digunakan dengan cepat,sehingga menyebabkan kelelahan. Pada intensitas
yang lebih rendah, metabolisme aerobik dominan, dan olahraga dapat terus
berlangsung untuk waktu yang lama sebelum terjadi kelelahan. Metabolisme
aerobik lebih efisien dan mengutamakan asam lemak untuk energi, hemat
glikogen. Walau bagaimanapun, metabolisme aerobik menggunakan glukosa,
sehingga persediaan glikogen akhirnya akan habis.
Review
ATP dibutuhkan untuk bahan bakar penggerak tubuh yang disediakan
dari karbohidrat, lemak, dan protein. Sejumlah kecil ATP dan kreatin fosfat,
senyawa lain tinggi energi, disimpan dalam otot. Setelah latihan dimulai, bahan
bakar ini digunakan dengan cepat, dan ATP tambahan harus dipasok oleh
pemecahan karbohidrat, lemak, atau protein. Ketika oksigen terbatas, pada saat
latihan pertama dimulai dan selama latihan intens, ATP harus diproduksi oleh
metabolisme anaerobik. metabolisme anaerobik hanya menggunakan glukosa
sebagai bahan bakar, yang merupakan cara yang cepat tapi tidak efisien untuk
menghasilkan ATP. Hal ini tidak bisa mempertahankan latihan untuk waktu yang
lama karena dengan cepat menggunakan glukosa disimpan sebagai glikogen.
Ketika oksigen tersedia pada otot, metabolisme aerobik dapat dilanjutkan.
metabolisme aerobik dapat menggunakan karbohidrat, lemak, atau protein untuk
memproduksi ATP. Dengan menggunakan asam lemak sebagai bahan bakar,
metabolisme aerobik merupakan suku cadang untuk cadangan glikogen. Latihan
yang bergantung pada metabolisme aerobik bisa terus untuk jangka waktu yang
lebih lama sebelum atlet kelelahan. Deplesi glikogen dan perubahan lain pada
otot berkontribusi kelelahan. Latihan memungkinkan atlet untuk tampil pada
intensitas yang lebih tinggi sebelum metabolisme anaerobik dominan.
KESIMPULAN
Bila ditinjau pada tingkat sel, tubuh manusia disusun dari 100 triliun sel
dan mempunyai sifat dasar tertentu yang sama. Setiap sel digabung oleh struktur
penyokong intrasel, dan secara khusus beradaptasi untuk melakukan fungsi
tertentu. Dari total sel yang ada tersebut, 25 triliun sel merupakan sel darah
merah yang mempunyai fungsi sebagai alat transportasi bahan makanan dan
oksigen di dalam tubuh dan membawa karbon dioksida menuju paru-paru untuk
dikeluarkan. Semua sel menggunakan oksigen sebagai salah satu zat utama
untuk membentuk energi, dimana mekanisme umum perubahan zat gizi menjadi
energi di semua sel pada dasarnya sama.
Bahan makanan yang berupa karbohidrat, lemak, dan protein yang
dioksidasi akan menghasilkan energi, dimana energi tersebut digunakan untuk
membentuk sejumlah besar Adenosine Tri Posphate (ATP), dan selanjutnya ATP
tersebut digunakan sebagai sumber energi bagi banyak fungsi sel. Sehingga
ATP merupakan senyawa kimia labil yang terdapat di semua sel, dan semua
mekanisme fisiologis yang memerlukan energi untuk kerjanya mendapatkan
energi langsung dari ATP.
ATP adalah suatu nukleotida yang terdiri dari basa nitrogen adenin, gula
pentosa ribosa dan tiga rantai fosfat. Dua rantai fosfat yang terakhir dihubungkan
dengan bagian sisa molekul oleh ikatan fosfat berenergi tinggi yang sangat labil
sehingga dapat dipecah seketika bila dibutuhkan energi untuk meningkatkan
reaksi sel lainnya. Enzim-enzim oksidatif yang mengkatalis perubahan Adenosine
Diphospate (ADP) menjadi ATP dengan serangkaian reaksi menyebabkan energi
yang dikeluarkan dari pengikatan hidrogen dengan oksigen digunakan untuk
mengaktifkan ATPase dan mengendalikan reaksi untuk membentuk ATP dalam
jumlah besar dari ADP. Bila ATP di urai secara kimia sehingga menjadi ADP
akan menghasilkan energi sebesar 8 kkal/mol, dan cukup untuk berlangsungnya
hampir semua langkah reaksi kimia dalam tubuh.
Beberapa reaksi kimia yang memerlukan energi ATP hanya
menggunakan beberapa ratus kalori dari 8 kkal yang tersedia, sehingga sisa
energi ini hilang dalam bentuk panas. Beberapa fungsi utama ATP sebagai
sumber energi antara lain:
1. Mensintesis komponen sel yang penting
2. Kontraksi otot
3. Transport aktif untuk melintasi membran sel:
a. Absorpsi dari traktus intestinalis (usus)
b. Absorpsi dari tubulus ginjal
c. Pembentukan sekreksi kelenjar
d. Membentuk perbedaan konsentrasi ion di dalam syaraf yang
memberikan energi untuk transmisi impuls syaraf.
ATP bukan zat yang terbanyak disimpan sebagai ikatan phospate
berenergi tinggi dalam sel, melainkan Creatine Phospate (CP) yang mengandung
ikatan phospate berenergi tinggi lebih banyak (9,5 kkal/mol pada suhu tubuh)
terutama di otot. CP dapat memindahkan energi dengan saling bertukar dengan
ATP, dimana bila ATP mulai digunakan, energi dari CP dipindahkan dengan
cepat kembali ke ATP. Dengan kandungan energi lebih tinggi antara CP
terhadap ATP menyebabkan reaksi sangat menguntungkan ATP, dimana
pengunaan ATP yang paling kecilpun dalam sel mengeluarkan energi dari CP
untuk mensistesis ATP baru. Efek ini mempertahankan konsentrasi ATP hampir
pada tingkat puncak selama CP tetap di dalam sel. Karena itu, CP merupakan
senyawa “bufer/penyangga” ATP, reaksi yang terjadi adalah :
ATP+H2O →ADP+ENERGI (Output)
ADP+CP+ENERGI→ (Input) ATP+H2O
Dalam produksi energi, terdapat dua macam metabolisme, yaitu:
Anaerob (tanpa oksigen), hanya untuk karbohidrat, terjadi di
sitosol.
Aerob (dengan oksigen), karbohidrat, lemak, dan protein, terjadi di
mitokondria.
Setiap mol glukosa dalam proses anaerob yang terjadi di sitoplasma/sitosol
menghasilkan 2 ATP, sedangkan pada proses aerob yang terjadi di mitokondria
menghasilkan 36 ATP, sehingga total produksinya sebanyak 38 ATP (304
kkal/mol). Tiap mol glukosa dapat memberikan energi sebesar 686 kkal,
sehingga energi yang tersisa menghilang dalam bentuk panas. Sedangkan untuk
setiap mol lemak menghasilkan 2340 kkal (3,5 kali dibanding glukosa) atau
sebanyak 146 ATP.
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H20 + ENERGI
Mitokondria dinamakan “pusat energi” bagi sel, karena menyaring energi
dari zat gizi dan oksigen dan selanjutnya menyediakan sebagian besar energi
(95%) yang diperlukan agar sel dapat melakukan fungsinya. Jumlahnya dalam
setiap sel berbeda (dari puluhan sampai ribuan), dimana tergantung pada jumlah
energi yang diperlukan oleh setiap sel, dan mitokondria mengadakan replikasi
sendiri sampai jumlah yang dapat memenuhi kebutuhan energi sel.
Komponen utama sel memperoleh energi adalah oksigen dan satu atau
lebih bahan makanan (nutrisi). Di dalam sel, bahan makanan secara kimia
bereaksi dengan oksigen dibawah pengaruh berbagai enzim (puluhan enzim)
yang mengawasi kecepatan reaksi dan menyalurkan energi yang dikeluarkan
dalam arah yang tepat. Energi yang dihasilkan membentuk ATP. ATP kemudian
ditransfer keluar mitokondria menuju semua bagian sitoplasma dan
nukleoplasma, dimana energinya digunakan untuk memberi tenaga pada fungsi-
fungsi sel. Oleh karena itu, ATP dinamakan sebagai bentuk energi sel karena
dapat disimpan dan dibentuk kembali.
Bila dilihat secara persentase, energi yang menjadi panas sebesar 60%
selama pembentukan ATP, kemudian lebih banyak lagi energi yang menjadi
panas (15%) sewaktu dipindahkan dari ATP ke sistem fungsional sel. Sehingga
hanya 25% dari seluruh energi dari makanan yang digunakan oleh sistem
fungsional sel. Dan walaupun demikian, sebagian besar energi ini juga menjadi
panas karena:
Energi untuk sistesis protein dan unsur-unsur pertumbuhan lain. Bila protein
disintesis menyebabkan banyak ATP digunakan untuk membentuk ikatan
peptida dan ia menyimpan energi dalam rantai ini, terdapat pertukaran
protein secara terus-menerus, sebagian didegradasi dan sementara protein
lainnya dibentuk. Energi yang disimpan dalam ikatan peptida dikeluarkan
dalam bentuk panas ke dalam tubuh.
Energi untuk aktivitas otot. Sebagian besar energi ini dengan mudah
melawan viskositas otot itu sendiri atau jaringan sekelilingnya sehingga
anggota badan dapat bergerak. Pergerakan liat ini menyebabkan gesekan
dalam jaringan akan menimbulkan panas.
Energi untuk jantung memompa darah. Darah merenggangkan sistem arteri
sehingga menyebabkan resevoar energi potensial. Pada saat darah mengalir
melalui pembuluh darah kapiler, gesekan dari lapisan darah yang mengalir
satu sama lain terhadap dinding pembuluh mengubah energi ini menjadi
panas.
Oleh karena itu, panas merupakan energi kinetik pergerakan molekul-
molekul. Bila semua ADP dalam sel telah diubah menjadi ATP, seluruh proses
glikolisis dan oksidasi terhenti, dan sebaliknya bila lebih banyak ATP digunakan
untuk melakukan berbagai fungsi fisiologis dalam sel, dibentuklah ADP baru,
yang secara otomatis menggiatkan kembali proses glikolisis dan oksidasi.
Sehingga cadangan ATP secara otomatis dipertahankan setiap saat.
DAFTAR PUSTAKA
Guyton A.C 1987. Fisiologi Manusia dan Mekanisme Penyakit. ECG : Jakarta Kroemer,etal. 1990. Engineering Physiology 2nd Edition. Nostrand : NewYork, Schumm D.E 1993. Intisari Biokimia. Binarupa Aksara:Jakarta.Vanders, et al 1994. Human Physiology, 6Th Edition. McGraw:Hill.