Post on 06-May-2023
PENGARUH BEBAN LATIHAN-RENANG TUNGGAL DAN BERULANG YANG BERLEBIHAN TERHADAP AKTIVITAS SPESIFIK ENZIM
LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH) JARINGAN JANTUNG TIKUS (Rattus norvegicus) JANTAN GALUR WISTAR
NASKAH PUBLIKASI SKRIPSI
OLEH
MUHAMMAD FATHUR ARIEF KURNIAWAN
NIM. I1011141039
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER
PONTIANAK
2018
PENGARUH BEBAN LATIHAN-RENANG TUNGGAL DAN BERULANG YANG BERLEBIHAN TERHADAP AKTIVITAS SPESIFIK ENZIM
LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH) JARINGAN JANTUNG TIKUS (Rattus norvegicus) JANTAN GALUR WISTAR
NASKAH PUBLIKASI SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana
Kedokteran
(S. Ked) pada Prgram Studi Pendidikan Dokter Fakultas Kedokteran
Universitas Tanjungpura Pontianak
OLEH
MUHAMMAD FATHUR ARIEF KURNIAWAN
NIM. I1011141039
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS TANJUNGPURA
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER
PONTIANAK
2018
LEMBAR PENGESAHAN
NASKAH PUBLIKASI
PENGARUH BEBAN LATIHAN-RENANG TUNGGAL DAN BERULANG
YANG BERLEBIHAN TERHADAP AKTIVITAS SPESIFIK ENZIM
LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH ) JARINGAN JANTUNG
TIKUS (Rattus norvegicus) JANTAN GALUR WISTAR
Tanggung Jawab Yuridis Material Pada
MUHAMMAD FATHUR ARIEF KURNIAWAN
I1011141039
Disetujui Oleh
Pembimbing Utama
dr. Willy Handoko, M.Biomed
NIP. 198401242009121005
Pembimbing Kedua
dr. Andriani, M.Biomed
NIP. 198204172008122003
Mengetahui,
Kepala Program Studi Pendidikan Dokter
Universitas Tanjungpura
dr. Wiwik Windarti, Sp. A
NIP. 198210162008012006
PENGARUH BEBAN LATIHAN-RENANG TUNGGAL DAN BERULANG YANG BERLEBIHAN TERHADAP AKTIVITAS SPESIFIK ENZIM
LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH) JARINGAN JANTUNG TIKUS (Rattus norvegicus) JANTAN GALUR WISTAR
Muhammad Fathur Arief Kurniawan1, Willy Handoko 2, Andriani3
ABSTRAK Latar Belakang: Latihan fisik merupakan pergerakan tubuh yang terencana, terstruktur dan dilakukan berulang-ulang, bertujuan untuk meningkatkan atau mempertahankan kebugaran fisik. Latihan fisik dengan intesitas yang berlebihan mengakibatkan semakin tinggi tingkat metabolisme tubuh sehingga metabolisme makin bergeser dari metabolisme aerobik menjadi metabolisme anaerobik. Aktivitas enzim laktat dehidrogenase (LDH) memiliki peran selama latihan untuk menghasilkan energi melalui metabolisme anaerob. Pada otot jantung terdapat enzim LDH yang digunakan selama latihan ketika terjadi penurunan suplai oksigen. Tujuan: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh beban latihan-renang tunggal dan berulang yang berlebihan aktivitas spesifik enzim LDH pada jaringan jantung tikus (Rattus norvegicus) jantan galur wistar. Metodologi: Penelitian ini merupakan eksperimental murni secara dengan rancangan acak lengkap posttest only control group design. Dua puluh tujuh tikus galur wistar dibagi menjadi tiga kelompok: kelompok kontrol, kelompok beban latihan-renang tunggal (satu hari) dan kelompok beban latihan-renang berulang ( tujuh hari) dengan masing-masing grup renang diberi latihan renang 45 menit per hari. Pada akhir perlakuan, organ jantung diambil untuk dilakukan perhitungan aktivitas spesifik enzim LDH menggunakan kit Randox. Rerata hasil perhitungan aktivitas spesifik enzim LDH kemudian dianalisis dengan one-way ANOVA. Hasil: Analisis menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang bermakna rerata aktivitas spesifik enzim LDH jaringan jantung antara kelompok perlakuan (p>0,05). Kesimpulan: Beban latihan-renang tunggal dan berulang yang berlebihan tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna terhadap aktivitas spesifik enzim LDH jaringan jantung.
Kata Kunci: Beban latihan-renang tunggal dan berulang, jaringan jantung, laktat dehidrogenase, tikus jantan galur wistar
1) Program Studi Pendidikan Dokter, Fakultas Kedokteran, Universitas
Tanjungpura Pontianak, Kalimantan Barat. 2) Departemen Fisiologi, Program Studi Pendidikan Dokter, Fakultas
Kedokteran, Universitas Tanjungpura Pontianak, Kalimantan Barat 3) Dapertemen Biokimia, Program Studi Pendidikan Dokter, Fakultas
Kedokteran, Universitas Tanjungpura Pontianak, Kalimantan Barat.
EFFECT OF SINGLE AND REPEATED-EXCESSIVE SWIMMING EXERCISE ON THE SPESIFIC ACTIVITY OF LDH ENZYME
IN MALE RATS CARDIAC TISSUE
Muhammad Fathur Arief Kurniawan1, Willy Handoko2, Andriani3
ABSTRACT
Background: Physical exercise is a well-planned, structured and repetitive
body movement, aimed at improving or maintaining physical fitness.
Excessive physical exercise leads to higher body metabolic rate so that
cause metabolism to shifts from aerobic to anaerobic. Lactate
dehydrogenase (LDH)’s activity has role during exercise to produce energy
through anaerob metabolism. In the cardiac muscle has LDH enzyme was
used during exercise when oxygen supply is decrease. Objective: This
study aims to investigate the effect of excessive and repeated excessive
exercise load on the specific activity of LDH enzyme in mouse cardiac tissue
(Rattus norvegicus) male wistar strain. Methods: This was a true
experimental study with a complete randomized design of posttest only
control group design. Twenty-seven male wistar rats were divided into three
groups: the control group, the single excessive swimming group (one day)
and the repeated excessive swimming group (seven days) that each grup
swam with a duration of 45 minutes per day. At the end of the treatment, the
cardiac tissue was taken for calculation of the specific activity of the LDH
enzyme using the Randox kit. The mean calculations of LDH enzyme
specific activity data were then analyzed by one-way ANOVA. Results: The
analysis showed no significant difference in mean LDH enzyme specific
activity of cardiac tissue between treatment group (p>0,05). Conclusions:
Single and repeated-excessive swimming group did not show difference in
LDH specific activity of cardiac tissue.
Keywords: Single and repeated-excessive swimming exercise, lactate dehydrogenase (LDH), caridac tissue.
1) Medical School, Faculty of Medicine, University of Tanjungpura Pontianak, West Kalimantan.
2) Departement of Physiology, Faculty of Medicine, Tanjungpura University, Pontianak, West Borneo.
3) Departement of Biochemistry, Faculty of Medicine, Tanjungpura University, Pontianak, West Borneo.
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Latihan fisik merupakan pergerakan tubuh yang dilakukan oleh otot
dengan terencana dan berulang yang menyebabkan peningkatan
pemakaian energi dengan tujuan memperbaiki kebugaran fisik.1 Latihan
fisik memiliki beberapa manfaat diantaranya menurunkan berat badan,
meningkatkan fungsi kardiovaskular dan respirasi, menurunkan low-
density lipoprotein (LDL) dan meningkatkan high-density
lipoproteins (HDL), menurunkan tekanan darah, menurunkan kematian
karena diabetes melitus tipe 2 dan penyakit kantung kemih.2 Akan tetapi,
latihan fisik secara berlebihan dapat memberikan pengaruh negatif yaitu
menghambat atau mengganggu proses fisiologis di dalam tubuh.3
Penelitian yang telah dilakukan membuktikan <0.1% dari total
populasi dan 37% dari total atlet profesional dari berbagai cabang
olahraga dilaporkan pernah melakukan latihan secara berlebihan di
dalam karir atletik mereka minimal sekali.4,5 Penelitian lain juga
membuktikan pada perenang dewasa sebesar 35% pernah melakukan
latihan secara berlebihan setidaknya sekali dalam karir mereka.6
Melakukan latihan secara berlebihan atau intensitas tinggi sangat
membutuhkan energi. Pada awalnya latihan fisik yang biasa dilakukan
menggunakan metabolisme aerob. Akan tetapi ketika dilakukan secara
berkelanjutan dengan intensitas tinggi, sel-sel mengalami penurunan
persediaan oksigen sehingga ATP di dalam tubuh berkurang.7
Berkurangnya suplai oksigen dalam berbagai organ pada latihan
berat dapat mengakibatkan kematian.8 Dampak yang terjadi setelah
berkurangnya suplai oksigen secara berkelanjutan adalah tejadi infrak
miokard akut yang akhirnya dapat menyebabkan serangan jantung
mendadak.9 Penelitian mengenai kasus kematian atlet yang dilakukan
oleh National Collegiate Athletic Association (NCAA) didapatkan
perbandingan rasio atlet yang tidak dan mengalami serangan jantung
2
mendadak selama 10 tahun terakhir sekitar 1: 53.073. Kelompok risiko
tertingginya adalah laki-laki, atlet kulit hitam dan atlet basket.8
Pada saat kondisi tubuh terjadi penurunan suplai oksigen, maka
tubuh dalam memenuhi kebutuhan ATP dengan cara mengubah
metabolisme aerob menjadi metabolisme anaerob. Metabolisme ini
dikatalisis oleh enzim laktat dehidrogenase (LDH). 7
Enzim LDH adalah enzim tetramerik yang keempat subunitnya
terdapat dalam dua bentuk iso (isoform) yaitu H (pada jantung) dan M
(pada otot).10 LDH juga merupakan enzim intraselular yang terdistribusi
secara luas dalam jaringan terutama pada jatung, otot rangka, ginjal dan
hati. LDH dibutuhkan untuk mengkatalisasi perubahan dari asam piruvat
menjadi asam laktat.7 LDH akan dikeluarkan dari jaringan yang rusak
seperti nekrosis atau terjadinya perubahan permeabilitas sel, hal ini
sesuai dengan penelitian National Cancer Institute pada tahun 2007
bahwa peningkatan kadar LDH menggambarkan derajat kerusakan yang
terjadi pada jaringan.11
Pada organ jantung terdapat enzim laktat dehidrogenase (LDH)
yang digunakan untuk melakukan metabolisme anaerob. Kebanyakan
LDH di jantung berbentuk isoenzim I1 (tersusun dari 4 subunit H / HHHH).
Aktivitas I1 yang tinggi dapat digunakan untuk mendiagnosis penyakit
infrak miokard.10
Berdasarkan latar belakang di atas, bahwa peneliti ingin
mengetahui pengaruh beban latihan-renang intensitas berat yang
berlebihan terhadap metabolisme glukosa pada jaringan otot jantung.
Metabolisme ini dilihat dari aktivitas enzim laktat dehidrogenase (LDH)
jaringan otot jantung tikus (Rattus norvegicus) jantan galur wistar.
3
Rumusan Masalah
Bagaimana pengaruh beban latihan-renang tunggal dan berulang
yang berlebihan terhadap aktivitas spesifik enzim laktat dehidrogenase
(LDH) dalam jaringan otot jantung tikus (Rattus norvegicus) jantan galur
wistar?
Hipotesis
Terjadi peningkatan secara bermakna rerata aktivitas spesifik
enzim LDH jaringan otot jantung tikus (Rattus norvegicus) jantan galur
wistar antara kelompok yang diberi perlakuan beban latihan-renang
berulang yang berlebihan dibanding kelompok kontrol maupun kelompok
latihan-renang tunggal yang berlebihan.
METODE
Alat dan Bahan
Instrumen yang digunakan dalam penelitian yaitu kandang tikus,
spektofotometer, sentrifuge, timbangan analitik, timbangan hewan,
mikropipet, gelas ukur, tabung reaksi, handscoon, microtube1,5 mikroliter,
tissue homogenizer, kuvet disposable. Bahan-bahan penelitian yang
digunakan adalah jaringan jantung jantan galur wistar, makanan standar,
akuades, kit LDH Randox®.
Persiapan Hewan Uji
Sampel padapenelitian ini menggunakan tikus (Rattus norvegicus)
jantan galur wistar yang berumur 2-3 bulan, sampel yang digunakan
sejumlah 27 ekor. Sebelum diberi perlakuan, semua sampel tikus
diaklimatisasikan selama kurang lebih satu minggu agar dapat
beradaptasi dengan lingkungan percobaan. Pemberian makanan dan
minuman dilakukan secara teratur.
4
Perlakuan Pada Hewan Coba
Perlakuan diberikan setelah dilakukan aklimatisasi selama 7 hari.
Pengelompokan subjek perlakuan terdiri dari 3 kelompok secara acak.
Kelompok Kontrol (K) yaitu 9 tikus jantan galur wistar yang diberi diet
standar ad libitum selama 7 hari. Kelompok Perlakuan 1 (P1) yaitu 9 tikus
jantan galur wistar yang diberi diet standar ad libitum dan latihan renang
berlebihan sebanyak satu kali pada hari ke-7. Kelompok Perlakuan 2 (P2)
yaitu 9 tikus jantan galur wistar yang diberi diet standar ad libitum dan
latihan renang berlebihan sebanyak tujuh kali dengan interval 24 jam
selama 7 hari. Pemberian beban latihan-renang telah dilakukan oleh
peneliti sebelumnya yaitu Agung, Widi dan Tiara serta saya ikut
membantu mereka. Pemberian latihan-renang dilakukan berdasarkan
penelitian Hu Y et al 42 pada tahun 2000 dengan beberapa modifikasi.
Masing-masing tikus direnangkan di dalam wadah berbetuk tabung
dengan ukuran diameter 20 cm dan tinggi 50 cm. Latihan-renang
intensitas berat diberikan selama 45 menit.
Pengambilan Sampel Jaringan Jantung Tikus
Pengambilan jaringan dilakukan pada bagian jantung dengan cara
tikus dianastesi dengan menggunakan eter dalam wadah tertutup,
kemudian dibunuh dengan cara dislokasi leher. Setelah itu jaringan
jantung diambil dan dipisahkan yang kemudian dimasukkan segera dalam
pot yang sudah tersedia larutan PBS.
Pembuatan Homogenat Jaringan Jantung Tikus
Jaringan jantung dihomogenisasi menggunakan mikropestel tissue
lysersteril dalam larutan buffer PBS (phosphate buffer saline) 0,1M pH 7,4
steril sebanyak 500 μl. Setelah homogen ditambahkan lagi larutan PBS
sebanyak 500 μl dan dihomogenkan kembali. Kemudian sentrifuse
dengan kecepatan 5000 rpm selama 5 menit. Pisahkan supernatan dan
pellet, masukkan supernatant dalam tabung baru. Homogenat dapat
5
disimpan terlebih dahulu didalam lemari es suhu -20oC sebelum
pemeriksaan
Pengukuran Kadar Protein Total Menurut Metode Biuret
Adanya ikatan peptida pada protein akan bereaksi positif dengan
pereaksi Biuret yang akan membentuk warna lembayung dan dapat
diukur pada panjang gelombang 540 nm. Pemeriksaan kadar protein
dapat dibandingkan dengan protein Bovine Serum Albumin (BSA) dalam
berbagai tingkatan kadar. Pemeriksan kadar protein total dengan metode
Biuret ini dilakukan dengan cara menambahkan 2 ml pereaksi Biuret ke
dalam 25 μl sampel dan standar disertai blanko. Kemudian larutan
didiamkan selama 30 menit untuk kemudian serapan dibaca pada
panjang gelombang 540 nm. Penentuan kadar protein total homogenat
jaringan ditentukan berdasarkan persamaan regresi linier kurva standar
BSA. Kadar protein total dinyatakan dalam mg/mL.
Pengukuran Kadar Aktivitas Spesifik Enzim LDH Jaringan Jantung
Pengukuran aktivitas enzim LDH menggunakankit Randox®. Bahan
yang digunakan berasal dari supernatan homogenat jaringan jantung
dengan cara mencampurkan sampel 0,1ml dengan reagen sebanyak 3 ml,
setelah 30 detik baca absorbansi pada panjang gelombang 340 nm dan
ulangi pada menit ke 1, 2, dan 3. Kemudian diselisihkan antar menit ke 1
dan 0, menit ke 2 dan ke 1 serta menit ke 3 dan ke 2. Bandingkan dan
pilih hasil dari data kelompok yang paling homogen dan dihitung dengan
rumus
Kemudian dilakukan perhitungan aktivitas spesifik enzim LDH
dengan rumus berikut :
U/I = 4921 x ∆ A 340
nm/min
Aktivitas spesifik enzim LDH = U/mg
protein
6
Analisis Data
Data yang diperoleh akan dianalisa menggunakan uji statistik.
Analisis data dilakukan dengan menggunakan Statistical Product and
Service Solution (SPSS) 22 for windows. Uji statistik yang akan digunakan
yaitu diawali dengan uji normalitas dengan uji Shapiro-Wilk dan
homogenitas dengan uji statistik Homogeneity of Variance Test. Dilakukan
uji rata-rata perbandingan data tiap kelompok menggunakan uji statistik
one-way ANOVA. Jika hasil yang didapatkan p=< 0,5 dapat dilanjutkan
dengan uji statistik Post Hoc LSD, untuk menguji signifikansi dari
perbedaan rata-rata data antar kelompok perlakuan.
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Pengukuran Berat Organ jantung ditimbang dengan timbangan
digital, didapatkan rerata berat jantung tikus jantan galur wistar pada
kelompok kontrol, perlakuan 1 dan 2 ditampilkan pada gambar 4.1
dibawah ini. (data tabel terlampir)
Gambar 4.1 Rerata Berat Jantung Hewan Uji pada Setiap Kelompok.
Keterangan : K = Kontrol, P1 = Perlakuan 1 (tunggal), P2 = Perlakuan 2,
*p<0.05 (Post-Hoc LSD test)
Pengukuran kadar protein total diukur dengan memasukan kadar
serapan supernatan jaringan jantung ke dalam rumus yang telah
didapatkan dari kurva standar berdasarkan nilai serapan BSA. Dari data
serapan BSA didapatkan persamaan garis dan kurva standar yaitu y =
0,0068x + 0,2166 dan R² = 0,9639 dengan bentuk linier. (Gambar 4.2)
Kontrol P1 P2
0,5899 0,5979 0,7267
0
0,2
0,4
0,6
0,8
Rer
ata
Ber
at
Org
an
Jan
tun
g (
gra
m)
Kelompok
*p<0,05
0,5899 ± 0,06
0,5979 ± 0,04
0,7267 ±0,03
8
Gambar 4.2 Kurva Standar BSA
Kurva standar dibuat untuk menghasilkan persamaan untuk
perhitungan protein total pada jaringan jantung tikus. Berdasarkan kurva
standar tersebut, maka dapat digunakan dilakukan perhitungan kadar
protein total jaringan jantung pada setiap kelompok perlakuan seperti
terlihat pada gambar 4.3. (data tabel terlampir)
Gambar 4.3 Rerata Kadar Protein Total Jaringan Jantung.
Keterangan : K = Kontrol, P1 = Perlakuan 1 (tunggal), P2 = Perlakuan 2
(berulang). *p<0.05 (Post-Hoc LSD)
Kontrol P1 P2
1,255 2,718 1,208
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Rer
ata
Kad
ar
Pro
tein
Tota
l
Jari
ngan
Jan
tun
g (
mg/m
l)
Kelompok
*
*
y = 0,006x + 0,216R² = 0,963
0,2
0,21
0,22
0,23
0,24
0,25
0,26
0,27
0 1 2 3 4 5 6
Ser
ap
an
(A
)
Konsentrasi BSA (mg/ml)
*p<0,05
1,255 ±0,79 2,718±1,33 1,208±0,42
9
Pengukuran aktivitas spesifik enzim LDH pada organ jantung
dilakukan dengan menggunakan kit LDH Randox. Pertama dilakukan
pembacaan serapan pada spektofotometri kemudian dimasukan kedalam
rumus berikut:
Dari data tersebut didapatkan kadar LDH per mililiter supernatan
jaringan dan akan dibagi dengan kadar protein yang telah didapatkan dari
supernatan jaringan untuk mendapatkan aktivitas spesifik enzim LDH per
miligram jaringan dengan rumus :
Dari data hasil perhitungan tersebut didapatkan hasil aktivitas
spesifik enzim LDH jaringan jantung pada setiap milligram protein.
(Gambar 4.4) (data tabel terlampir)
Gambar 4.4 Rerata Aktivitas Spesifik Enzim LDH Jantung.
Keterangan : K = Kontrol, P1= Perlakuan 1 (tunggal), P2 = Perlakuan 2
(berulang). P>0.05 (one-way ANOVA)
U/I = 4921 x ∆ A 340 nm/min
Aktivitas Spesifik LDH [U/l] =
U/mg protein
Aktivitas LDH Kadar protein total
12,935±16,38
13,112±15,49
15,843±16,75
10
4.1 Pembahasan
Latihan fisik merupakan pergerakan tubuh yang dilakukan oleh otot
dengan terencana dan berulang yang menyebabkan peningkatan
pemakaian energi dengan tujuan memperbaiki kebugaran fisik.1 Latihan
fisik memiliki beberapa manfaat diantaranya menurunkan berat badan,
meningkatkan fungsi kardiovaskular dan respirasi, menurunkan low-
density lipoprotein (LDL) dan meningkatkan high-density
lipoproteins (HDL), menurunkan tekanan darah, menurunkan kematian
karena diabetes melitus tipe 2 dan penyakit kantung kemih.2 Akan tetapi,
latihan fisik secara berlebihan dapat memberikan pengaruh negatif yaitu
menghambat atau mengganggu proses fisiologis di dalam tubuh.3
Melakukan latihan secara berlebihan atau intensitas tinggi sangat
membutuhkan energi. Pada awalnya latihan fisik yang biasa dilakukan
menggunakan metabolisme aerob. Akan tetapi ketika dilakukan secara
berkelanjutan dengan intensitas tinggi, sel-sel mengalami penurunan
persediaan oksigen sehingga ATP di dalam tubuh berkurang. Oleh
karena itu, tubuh dalam memenuhi kebutuhan ATP dengan cara
mengubah metabolisme aerob menjadi metabolism anaerob.
Metabolisme ini dikatalisis oleh enzim laktat dehidregenase (LDH).
Jantung mempunyai lebih banyak enzim laktat dehidrogenase
dibandingkan dengan jaringan otot, hal ini memungkinkan jantung
mempunyai kemampuan yang lebih baik dalam menggunakan asam
laktat sebagai bahan baku energi.7
Penelitian yang dilakukan kali ini bertujuan untuk mengetahui
pengaruh beban latihan-renang-tunggal dan berulang yang berlebihan
terhadap aktivitas spesifik enzim LDH jaringan jantung tikus. Penelitian
ini dilaksanakan selama 7 hari. Sampel pada penelitian ini menggunakan
tikus (Rattus norvegicus) jantan galur wistar dengan usia 2-3 bulan,
sampel yang digunakan sejumlah 27 ekor yang terbagi menjadi 3
kelompok perlakuan sesuai dengan rumus Federer yaitu 9 ekor tikus
masuk kelompok perlakuan kontrol, 9 ekor tikus masuk kelompok beban
11
latihan-renang tunggal berlebihan dan 9 ekor tikus masuk kelompok
beban latihan-renang berulang berlebihan. Kelompok tunggal berlebihan
akan diberikan beban latihan-renang intensitas berat sebanyak satu kali
pada hari ke-7 selama 45 menit, kelompok berulang berlebihan akan
diberikan beban latihan-renang sebanyak tujuh kali dengan interval 24
jam selama 7 hari, sedangkan kelompok kontrol tidak diberikan
perlakuan latihan-renang.
Jantung berfungsi dalam memompa darah ke seluruh tubuh. Ketika
melakukan latihan fisik, jantung akan berdetak cepat dan meningkatkan
isi sekuncup, sehingga curah jantung akan ikut meningkat.12 Jika
dilakukan berkelanjutan jantung akan beradaptasi salah satunya adalah
penebalan pada dinding ventrikel kiri jantung, yang mana akan terlihat
berupa hipertrofi jantung.13 Pada penelitian ini, dilakukan pengukuran
berat organ jantung. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat
perebedaan bermakna yaitu terjadinya peningkatan berat organ jantung
pada kelompok beban latihan-renang berulang berlebihan dibanding
kelompok kontrol maupun kelompok beban latihan-renang tunggal
berlebihan (gambar 4.1). Hal ini sesuai dengan penelitian Xiao et al yang
melaporkan bahwa terjadi peningkatan berat organ jantung tikus secara
signifikan pada saat latihan-renang selama 7 hari, 14 hari dan 21 hari
dibanding kontrol. Hipertrofi fisiologis jantung akibat latihan-renang ini
mengakibatkan sel-sel progenitor teraktivasi (C-kit dan Sca-1) yang
mana sel-sel tersebut berfungsi sebagai regenerasi dan perbaikan dari
sel jantung.14
Penelitian lain yang dilakukan oleh Waring et al melaporkan bahwa
terdapat peningkatan berat organ jantung antara kelompok latihan
treadmill dengan intesnitas tinggi (VO2max 85-90%) dibanding kelompok
latihan treadmill dengan intensitas rendah (VO2max 55-60%) maupun
kontrol secara signifikan. Peningkatan ini terjadi karena penambahan
beban VO2max yang lebih tinggi sehingga jantung mengalami adaptasi,
salah satu adapatasinya berupa hipertrofi jantung. Peningkatan berat ini
12
dapat dilihat dengan ekokardiografi, terdapat penebalan pada bagian
septum interventrikel dan ventrikel kiri jantung.15
Sumber energi utama untuk jantung dalam keadaan aerob adalah
asam lemak dan glukosa darah. Sedangkan dalam keadaan anaerob
sumber energinya adalah hanya glukosa darah. Protein dibutuhkan pada
jantung bukan sebagai sumber energi utama, akan tetapi protein bisa
digunakan sebagai sumber energi cadangan setelah sumber energi
utama tidak mecukupi untuk melakukan metabolisme. Protein juga
dibutuhkan ketika terjadi eksitasi kontraksi jantung terutama dalam
pergerakan aktin dan miosin otot jantung. Dikarenakan sama seperti otot
rangka, aktin dan miosin pada jantung merupakan protein utama otot
jantung. Jantung juga membutuhkan ekspresi protein untuk membantu
kerja jantung ketika melakukan latihan fisik.10
Rerata kadar protein total jaringan jantung pada penelitian ini
didapatkan dengan menggunakan metode biuret. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa secara statistik terdapat perbedaan bermakna yaitu
terdapat peningkatan kelompok beban latihan-renang tunggal berlebihan
dibanding kelompok kontrol maupun kelompok beban latihan-renang
berulang berlebihan. (gambar 4.3). Hal ini memiliki hubungan dengan
ekspresi protein ketika jantung mengalami kontraksi.16
Penelitian ini sesuai dengan penelitian Ryan P et al yang
menyatakan bahwa terjadi peningkatan ekspresi dari heat shock protein
72 (HSP 72) jantung secara signifikan pada perlakuan latihan akut
treadmill selama 1 hari dan 3 hari pada suhu ruangan dibanding kontrol.
Hal ini terjadi karena kenaikan suhu tubuh yang berhubungan dengan
latihan. Peningkatan ini bekerja bersama mekanisme lain untuk
meningkatan kardioprotektif akibat latihan dari cedera reperfusi
iskemik.16
Pada penelitian Farenia R et al menunjukkan bahwa terdapat
peningkatan ekspresi gen mioglobin jantung secara signifikan pada tikus
yang diberikan perlakuan latihan fisik aerobik dibanding kontrol maupun
13
latihan fisik anaerobik. Hasil ini diperjelas dengan metode reverse
transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) yang hasilnya
menunjukkan bahwa pada tikus yang diberi perlakuan aerobik tampak
derajat ekspresi gen mioglobin lebih kuat dibandingkan dengan kontrol
dan tikus yang diberi perlakuan anaerobik.17
Pada keadaan latihan yang mengalami kelelahan menunjukkan
hasil yang berbeda. Pada penelitian Swartman et al menunjukkan bahwa
terdapat penurunan asam amino jaringan jantung, protein mitokondria
dan ekstra mitokondria jantung tikus secara signifikan pada perlakuan
renang akut yang mengalami kelelahan dibanding kontrol. Hal ini
mencerminkan punurunan sintesis protein ketika mengalami kelelahan
akibat latihan.18
Ketika sel jantung terakstivasi untuk melakukan kontraksi, kalsium
akan masuk ke sel jantung melalui tubulus T dan mengikat troponin pada
filamen tipis jantung. Hal ini mengakibatkan tropomiosin yang mengikat
aktin bergeser menjauhi aktin untuk melakukan jembatan silang dengan
miosin. Ketika tropomiosin berpindah, protein miosin akan segera
mengikat protein aktin yang disebut sebagai jembatan silang dan
terjadilah kontraksi jantung. Kontraksi ini akan lebih cepat ketika
melakukan latihan fisik fase akut dibanding saat tidak melakukan latihan,
sehingga jantung akan berdetak lebih cepat dari biasanya.12,19
Pada penelitian ini juga terjadi penurunan protein total secara
signifikan pada kelompok beban latihan-renang berulang berlebihan
dibanding kelompok beban latihan-renang tunggal berlebihan (gambar
4.3). Namun, tidak terjadi perbedaan bermakna antara kadar protein total
kelompok beban latihan-renang berulang berlebihan dibanding kontrol.
Pada kelompok beban latihan-renang berulang berlebihan dilakukan
beban latihan-renang yang lebih berat dibandingkan dengan kelompok
lainnya. Hal ini terjadi karena protein digunakan sebagai sumber energi
cadangan ketika mengalami latihan fisik yang lama.20
14
Ketika melakukan latihan fisik, otot-otot tubuh, sistem jantung, dan
sirkulasi darah diaktifkan. Pada awal latihan fisik sumber energi utama
jantung yang digunakan yaitu asam lemak dan glukosa darah. Apabila
latihan terus dilanjutkan maka sumber energi dari jantung berkurang.
Semakin ditingkatkan porsi latihan maka akan meningkatkan pemakaian
glukosa yang berasal dari cadangan glikogen dalam hepar. Bila latihan
dilanjutkan lagi maka sumber energi yang digunakan relatif berasal dari
protein untuk menghasilkan ATP melalui proses deaminasi atau
transaminasi, sehingga protein jantung berkurang.10,20
Pada penelitian lainnya yaitu Martineau et al menyatakan bahwa
terdapat peningkatan secara signifikan protein glucose transporter 1
(GLUT-1) jantung pada latihan treadmill fase akut dibanding kontrol dan
tidak terdapat perbedaan bermakna protein GLUT-1 jantung pada latihan
treamill fase kronik dibanding kontrol. Hal ini terjadi karena pada latihan
fase akut pengambilan glukosa jantung meningkat dan selama latihan
fase kronik protein GLUT-1 menghasilkan adaptasi kronik.21
Pada penelitian lainnya yaitu Qian et al menunjukkan bahwa terjadi
penurunan ekpresi protein Bcl-2 secara signifikan pada saat tikus
mengalami kelelahan akibat latihan-renang secara berlebihan dibanding
kontrol. Ekspresi protein tersebut menyebabkan reaksi pada
kecenderungan apoptosis sel miokard dan menghambat faktor apoptosis
pada keseimbangan metabolisme fisiologis yang mengalami
kerusakan.22
Pada latihan fisik hingga kelelahan banyak penelitian melaporkan
bahwa terjadi infark miokard yang selanjutnya menyebabkan serangan
jantung mendadak dan menyebabkan kematian.22 Latihan dengan
intensitas tinggi dan latihan dalam waktu yang lama (prolonged exrcise)
juga akan mengakibatkan peningkatan enzim LDH dalam mengkonversi
piruvat menjadi laktat.23
Kontraksi otot jantung membutuhkan ATP untuk metabolisme
aerobik. Sedangkan untuk keperluan energi, semuanya bergantung pada
15
kadar asam lemak darah, glukosa dan asam laktat. Jantung mempunyai
lebih banyak enzim laktat dehidrogenase dibandingkan dengan jaringan
otot, hal ini memungkinkan jantung mempunyai kemampuan yang lebih
baik dalam menggunakan asam laktat sebagai bahan baku energi.7,10,24
Pada organ jantung terdapat enzim laktat dehidrogenase (LDH)
yang digunakan untuk melakukan metabolisme anaerob. Kebanyakan
LDH di jantung berbentuk isoenzim I1 dan I2 (LDH-1 dan LDH-2). Aktivitas
LDH-1 dan LDH-2 yang tinggi dapat digunakan untuk mendiagnosis
penyakit infrak miokard.10 Beberapa penelitian juga menjelaskan peran
isoenzim LDH yang berhubungan dengan infrak miokard.
Pada penelitian Qian et al menjelaskan bahwa peningkatan serum
LDH akibat kelelahan selama fase latihan dapat digunakan sebagai
deteksi infrak miokard akut yang berhubungan dengan kematian jantung
mendadak.22 Pada penelitian lain Kotlyar et al menjelaskan bahwa pada
keadaan hipoksia LDH jantung akan meningkat, kemudian terjadi
keruskan jaringan jantung akibat stress oksidatif dan menyebabkan
iskemik yang selanjutnya dapat menyebabkan infark miokard.25
Pada penelitian ini, hasil yang didapatkan adalah tidak terdapat
perbedaan antar kelompok aktivitas spesifik enzim LDH jantung. Hal
tersebut dapat dikarenakan pada penelitan ini perlakuan berupa latihan-
renang yang diberikan, memungkinkan jantung belum menggunakan
laktat sebagai sumber energi melainkan jantung masih menggunakan
asam lemak dan glukosa. Dalam keadaan oksigen yang mencukupi
glukosa akan direduksi menjadi piruvat, bukan laktat. Laktat merupakan
produk terakhir dari reduksi LDH dalam metabolime anaerob.10
Penumpukan asam laktat ini sangat erat kaitannya dengan kelelahan.
Hal ini menunjukan bahwa perlakuan latihan–renang yang diberikan
belum mampu memberikan dampak kelelahan bagi tikus.
Hasil penelitian ini sesuai dengan penelitian Ismail FM (2013) yang
menjelaskan bahwa tidak terdapat perbedaan bermakna aktivitas spesifik
LDH jantung tikus yang diberi perlakuan hipoksia dalam suatu ruangan
16
yang dikondisikan sebagai ruangan hipoksia selama 1, 3, 7 dan 14 hari
dibanding kontrol, namun cenderung menurunan berdasarkan lamanya
pemberian hipoksia. Hal ini terjadi karena selama tikus mengalami
hipoksia, alanin aminotransferase (ALT) lebih digunakan dibanding LDH
untuk diubah menjadi alanin sebagai prekursor glukoneogenesis. ALT
dan LDH berperan dalam penggunaan substrat yang sama, yaitu piruvat.
Sehingga pada jantung piruvat cenderung diubah menjadi alanin
daripada laktat. Oleh karena itu, glikolisis dapat berjalan meskipun
aktivasi LDH rendah.26,27
Tidak terdapatnya perbedaan bermakna pada LDH tikus didukung
oleh penelitian Hartono B (2017) pada penelitian yang sama, yaitu tidak
terjadinya perbedaan bemakna LDH jaringan otot rangka pada latihan-
renang yang diberi perlakuan renang selama 1 hari, 7 hari maupun tidak
diberi perlakuan renang. Hal ini dikarenakan kurangnya intensitas latihan
yang diberikan dan terjadinya proses pemulihan pada tikus.28
Pada saat kelelahan akibat latihan fisik berat, aktivitas LDH jantung
akan meningkat akibat kekurangan oksigen untuk menghasilkan ATP di
jantung. Pada penelitian Qian et al menjelaskan bahwa serum LDH-2
meningkat secara signifikan ketika terjadi kelelahan pada tikus yang
diberikan perlakuan renang hingga tikusnya tenggelam karena kelelahan.
Peningkatan serum LDH-2 dapat menyebabkan infark miokard yang
nantinya akan dapat menyebabkan kematian mendadak jantung. 22
Aktivitas LDH jantung selain bisa mengalami peningkatan, juga bisa
mengalami penurunan yang dilihat dari produknya yaitu kadar laktat
setelah melakukan latihan fisik. Pada penelitian Flora R, menjelaskan
bahwa terdapat penurunan kadar laktat jaringan jantung tikus secara
signifikan yang diberikan latihan fisik anaerobik treadmill selama 1, 3, 7
dan 10 hari tanpa istirahat dibanding kelompok kontrol. Hal ini
bertentangan dengan penelitian yang dilakukan oleh Kemppainen et al
menyebutkan bahwa pada aktivitas fisik intensitas tinggi, terjadi
penurunan ambilan glukosa pada saat kadar laktat meningkat hampir 10
17
kali. Peningkatan kadar laktat ini memberikan sumber energi lain bagi
otot jantung, sehingga kebutuhan terhadap glukosa menurun. Jantung
mempunyai lebih banyak LDH dibandingkan dengan jaringan otot, yang
memungkinkan jantung mempunyai kemampuan yang lebih baik dalam
menggunakan asam laktat sebagai bahan baku energi. Hal ini
merupakan salah satu mekanisme perlindungan jantung selama jantung
menghadapi peningkatan beban kerja atau dalam keadaan stress
iskemia.29,30
Melewati fase pemulihan pada latihan juga memberikan pengaruh
pada peningkatan LDH. Penelitian yang dilakukan Purnomo M
menjelaskan bahwa terdapat fase pemulihan yaitu masa pengembalian
kondisi tubuh pada keadaan sebelum latihan, terutama pemulihan sistem
kardiovaskular dan sistem metabolisme energi. Pada penelitian tersebut
menjelaskan terdapat pemulihan asam laktat darah yaitu berkisar 60
menit setelah latihan, sedangkan puncak akumulasi kadar asam laktat
darah terjadi pada 5 menit setelah latihan.31
Pada penelitian Goodwin et al menjelaskan bahwa atlet yang
diberikan latihan lari maskimal selama 30 – 120 detik, kemudian
dilakukan pemeriksaan pada kadar laktat darah setelah latihan 3-8 menit
menunjukan peningkatan. Peningkatan kadar laktat ini mengindikasikan
terjadinya iskemia dan hipoksia. Pada umumnya dibutuhkan waktu 25
menit untuk menyingkirkan setengah dari tumpukan asam laktat setelah
latihan maksimal. Ini berarti untuk menghilangkan 95% dari tumpukan
asam laktat diperlukan waktu kurang lebih 60 menit setelah latihan
maksimal.32
Pada penelitian ini dapat dikatakan bahwa tikus telah melewati
waktu pemulihan ketika akan di euthanasia, karena persiapan
euthanasia yang dilakukan peneliti membutuhkan waktu lebih dari 60
menit. Selain itu, pengambilan jaringan jantung dilakukan setelah
pengambilan darah melalui orbita yang membutuhkan waktu lebih dari 5
menit yang merupakan waktu puncak akumulasi asam laktat setelah
18
latihan. Sehingga tidak terlihat peningkatan yang bermakna pada
pemeriksaan aktivitas spesifik enzim LDH pada jaringan jantung tikus.
Berdasarkan uraian diatas dapat terlihat bahwa pada penelitian ini
tikus yang diberi perlakuan beban latihan-renang tunggal dan berulang
yang berlebihan selama 45 menit menunjukan perbedaan yang tidak
bermakna terhadap aktivitas spesifik enzim LDH jantung. Hal tersebut
terjadi karena pada jaringan jantung belum menggunakan laktat sebagai
sumber energi pada saat perlakuan diberikan. Jantung masih
menggunakan asam lemak dan glukosa sebagai sumber energi. Intesitas
durasi latihan yang diberikan juga belum memberikan dampak kelelahan
sehingga dibutuhkan durasi yang lebih lama lagi. Kemudian tikus yang
diberi perlakuan telah melewati waktu pemulihan saat akan di
euthanasia.
KESIMPULAN
Kesimpulan hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pada tikus
kelompok kontrol, kelompok beban latihan-renang tunggal yang
berlebihan dan kelompok beban latihan-renang berulang yang berlebihan
tidak menunjukkan perbedaan bermakna terhadap aktivitas spesifik enzim
LDH jaringan jantung.
Ucapan Terima Kasih
Ucapan terima kasih kepada Allah SWT dan kedua orang tua serta
kepada para pembimbing dan para penguji. Terima kasih pula kepada
seluruh pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penelitian ini.
19
DAFTAR PUSTAKA
1. Halliwell B, Whiteman M. Measuring reactive species and oxidative
damage in vivo and in cell culture: how should you do it and what do
the results mean? Br J Pharmacol. 2004 May;142(2):231–55.
2. American College of Sports Medicine, Thompson WR, Gordon NF,
Pescatello LS, editors. ACSM’s guidelines for exercise testing and
prescription. 8th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2010.
380 p.
3. Chevion S, Moran DS, Heled Y, Shani Y, Regev G, Abbou B, et al.
Plasma antioxidant status and cell injury after severe physical
exercise. Proc Natl Acad Sci. 2003 Apr 29;100(9):5119–23.
4. Shephard RJ. Chronic fatigue syndrome: an update. Sports Med Auckl
NZ. 2001;31(3):167–94.
5. Kenttä G, Hassmén P, Raglin JS. Training practices and overtraining
syndrome in swedish age-group athletes. Int J Sports Med. 2001
Aug;22(6):460–5.
6. Raglin J, Sawamura S, Alexiou S, Hassmén P, Kenttä G. Training
practices and staleness in 13–18-year-old swimmers: a cross-cultural
study. Pediatr Exerc Sci. 2000 Feb;12(1):61–70.
7. Lieberman M, Marks AD, Peet A. Marks’ basic medical biochemistry: a
clinical approach. Fourth edition. Philadelphia: Wolters Kluwer
Health/Lippincott Williams & Wilkins; 2013.
8. Harmon KG, Asif IM, Maleszewski JJ, Owens DS, Prutkin JM, Salerno
JC, et al. Incidence, cause, and comparative frequency of sudden
cardiac death in national collegiate athletic association athletes clinical
perspective: a decade in review. Circulation. 2015 Jul 7;132(1):10–9.
9. Bunch TJ, Hohnloser SH, Gersh BJ. Mechanisms of sudden cardiac
death in myocardial infarction survivors: insights from the randomized
trials of implantable cardioverter-defibrillators. Circulation. 2007 Apr
23;115(18):2451–7.
10. Rodwell VW, Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Weil PA. Harper’s
illustrated biochemistry. Thirtieth edition. New York Chicago San
Francisco Athens London Madrid Mexico City Milan New Delhi
20
Singapore Sydney Toronto: McGraw-Hill Education; 2015. (A Lange
medical book).
11. National Cancer Institute. What you need to know about non hodgkin
lymphoma. U.S. Department Of Health And Human Services; 2007.
12. Sherwood L. Human physiology: from cells to systems. 9th edition.
Boston, MA, USA: Cengage Learning; 2016.
13. Rich B, Havens B. The athletic heart syndrome. USA: Curr Sports Med
Rep; 2004.
14. Xiao J, Xu T, Li J, Lv D, Chen P, Zhou Q, et al. Exercise-induced
physiological hypertrophy initiates activation of cardiac progenitor
cells. Int J Clin Exp Pathol. 2014;7(2):663–9.
15. Waring CD, Vicinanza C, Papalamprou A, Smith AJ, Purushothaman
S, Goldspink DF, et al. The adult heart responds to increased
workload with physiologic hypertrophy, cardiac stem cell activation,
and new myocyte formation. Eur Heart J. 2014 Oct 14;35(39):2722–
31.
16. Ryan P. Taylor, M. Brennan Harris, Joseph W. Starnes. Acute
exercise can improve cardioprotection without increasing heat shock
protein content. Am J Physiol-Heart Circ Physiol. 1999;276(3).
17. Farenia R, Purba A, Ieva Baniasih Akbar, Nurhalim Shahib. Ekspresi
gen mioglobin dan serum kreatinfosfokinase pada aktivitas fisik
aerobik dan anaerobik sebagai indikator hipoksia dan kerusakan
jaringan otot tikus wistar. Universitas Padjajaran; 2010.
18. Cook EA, Taylor PB, Swartman JR. Effect of acute exercise on amino
acid incorporation into the rat myocardium. Eur J Appl Physiol. 1981
Oct;47(2):105–11.
19. Wisløff U, Ellingsen Ø, Kemi OJ. High-intensity interval training to
maximize cardiac benefits of exercise training? Exerc Sport Sci Rev.
2009 Jul;37(3):139–46.
20. Nurkadri. Kesinambungan energi dan aktifitas olahraga. J Pengabdi
Kpd Masy. 2014;20(75):78–83.
21
21. Martineau LC, Chadan SG, Parkhouse WS. Resistance of the aged
myocardium to exercise-induced chronic changes in glucose transport
related protein content. Mech Ageing Dev. 1999 Oct;110(1–2):109–18.
22. Qian Y, Yang R-J, Yin J. Exercise related sudden death: the changes
of expression of bax, bcl-2 protain in myocardial tissue and brain
motor cortex. In Atlantis Press; 2017 [cited 2017 Nov 28]. Available
from:http://www.atlantis-press.com/php/paper-details.php?id=
25879967
23. Rahman M, Yang DK, Kim G-B, Lee S-J, Kim S-J. Nigella sativa seed
extract attenuates the fatigue induced by exhaustive swimming in rats.
Biomed Rep. 2017 Apr;6(4):468–74.
24. Wittenberg JB. Myoglobin function reassessed. J Exp Biol. 2003 Jun
15;206(12):2011–20.
25. Kotlyar AB, Randazzo A, Honbo N, Jin Z-Q, Karliner JS, Cecchini G.
Cardioprotective activity of a novel and potent competitive inhibitor of
lactate dehydrogenase. Febs Lett. 2010 Jan 4;584(1):159–65.
26. Isma’il FM. Aktivitas enzim laktat dehidrogenase pada jaringan jantung
tikus yang diinduksi hipoksia sistemik. Fakultas Kedokteran
Universitas Indonesia; 2013.
27. Nursanti HR, Ani Retno Prijanti, Mohamad Sadikin. Aktivitas enzim
alanin aminotransferase pada jaringan jantung tikus yang diinduksi
hipoksia sistemik. Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia; 2013.
28. Hartono B. Pengaruh beban latihan-renang tunggal dan berulang yang
berlebihan terhadap aktivitas spesifik enzim ldh jaringan otot rangka
tikus (rattus norvegicus) jantan galur wistar.[Skripsi]. [Pontianak]:
Tanjungpura; 2017.
29. Flora R. Pengaruh latihan fisik anaerobik terhadap kadar laktat plasma
dan kadar laktat jaringan otot jantung tikus wistar. Biomed J Indones;
2015.
30. Kemppainen J, Fujimoto T, Kalliokoski KK, Viljanen T, Nuutila P,
Knuuti J. Myocardial and skeletal muscle glucose uptake during
exercise in humans. J Physiol. 2002 Jul;542(2):403–12.
22
31. Purnomo M. Jurnal media ilmu keolahragaan indonesia: asam laktat
dan aktivitas sod eritrosit pada fase pemulihan setelah latihan
submaksimal. Universitas Negeri Semarang. 2011;1:156–170.
32. Goodwin ML, Harris JE, Hernández A, Gladden LB. Blood lactate
measurements and analysis during exercise: a guide for clinicians. J
Diabetes Sci Technol. 2007 Jul;1(4):558–69.