efek hrw terhadap kebugaran pre-comp

65
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Sejak seratus tahun yang lalu, skenario epidemiologi penyakit pada manusia tidak pernah mengalami perubahan secara signifikan. 1 Berbeda pada abad ke-20, perkembangan luar biasa di bidang sains dan teknologi telah menyebabkan peningkatan pada angka harapan hidup secara drastis bersamaan dengan perubahan penyakit dari penyakit infeksi menjadi penyakit degeneratif kronik sebagai penyebab utama kematian. 2 Radikal bebas merupakan agen utama penyebab kondisi stres oksidatif yang dapat mengakibatkan kemunculan penyakit degeneratif kronik. 3 Radikal bebas dapat terbentuk dari proses metabolisme yang terjadi di dalam tubuh atau dari faktor lingkungan, seperti paparan sinar- X, sinar UV, ozon, asap rokok, polusi udara dan zat 1

description

pre-minor thesis

Transcript of efek hrw terhadap kebugaran pre-comp

BAB IPENDAHULUANLatar BelakangSejak seratus tahun yang lalu, skenario epidemiologi penyakit pada manusia tidak pernah mengalami perubahan secara signifikan.1 Berbeda pada abad ke-20, perkembangan luar biasa di bidang sains dan teknologi telah menyebabkan peningkatan pada angka harapan hidup secara drastis bersamaan dengan perubahan penyakit dari penyakit infeksi menjadi penyakit degeneratif kronik sebagai penyebab utama kematian.2Radikal bebas merupakan agen utama penyebab kondisi stres oksidatif yang dapat mengakibatkan kemunculan penyakit degeneratif kronik.3 Radikal bebas dapat terbentuk dari proses metabolisme yang terjadi di dalam tubuh atau dari faktor lingkungan, seperti paparan sinar-X, sinar UV, ozon, asap rokok, polusi udara dan zat kimia.4 Guna mencegah radikal bebas dalam menyebabkan kondisi stres oksidatif di dalam tubuh, dibutuhkan antioksidan yang mampu menetralisir radikal bebas tersebut.Hingga saat ini, terdapat lebih dari 4000 jenis antioksidan yang telah diteliti, namun dalam pengaplikasian pada manusia, antioksidan memiliki beberapa keterbatasan untuk bisa bersifat terapetik di dalam tubuh.5 Beberapa keterbatasan tersebut misalnya dikarenakan sifat dari antioksidan yang tidak permeabel terhadap membran sel menyebabkan antioksidan sulit untuk mencegah radikal bebas di dalam sel. Keterbatasan lain juga dikarenakan potensi toksisitas antioksidan yang tinggi. Contohnya pada vitamin C dan E, dibutuhkan dosis vitamin yang lebih tinggi dibanding batas toleransi vitamin yang dapat dikonsumsi untuk memperoleh efek antioksidan.5Salah satu bentuk antioksidan yang sangat potensial adalah hidrogen.4 Berbeda dengan antioksidan lain, hidrogen bersifat lebih terapetik dikarenakan hidrogen sangat permeabel terhadap membran sel, sehingga hidrogen lebih mudah menjangkau komponen seluler. Hidrogen juga memiliki efek toksisitas yang rendah, tidak mempengaruhi parameter fisiologis tubuh seperti temperatur, tekanan darah, pH dan pO2, dan memiliki efek sebagai anti-inflamasi, anti-alergi, serta anti-apoptosis.5Larutan yang mengandung kadar hidrogen terlarut yang tinggi disebut sebagai Hydrogen Rich Water (HRW).6 HRW bersifat sebagai antioksidan potensial dikarenakan HRW mengandung beragam agen aktif berupa: atom hidrogen, anion hidrogen, molekul hidrogen, mineral nanoparticle dan mineral nanoparticle hydrides.6 HRW terbukti memiliki sifat sebagai antioksidan yang selektif terhadap molekul radikal bebas, terutama radikal hidroksil (OH) yang sangat berbahaya bagi tubuh. HRW yang bersifat selektif tidak bereaksi terhadap radikal fisiologis, sehingga tidak mengganggu sistem kerja normal dari sel.7 HRW diketahui memperlihatkan efek sebagai anti-diabetes dengan cara mencegah peningkatan kadar glukosa darah dan HbA1c, meningkatkan pengambilan glukosa oleh sel, menaikkan kadar HDL serta menurunkan kadar LDL, kolesterol dan kreatinin. Efek anti-kanker juga diperlihatkan oleh HRW melalui penghambatan pertumbuhan sel tumor. Efek anti-neurodegeneratif diperlihatkan melalui penghambatan apoptosis sel saraf akibat ROS dan anti-aterosklerosis dengan menghambat oksidasi LDL. HRW juga diketahui dapat menurunkan efek samping yang ditimbulkan obat terapi kanker dan hemodialisa.6 Sampai saat ini, masih sedikit penelitian yang membuktikan pengaruh HRW terhadap kebugaran jasmani dibanding penelitian HRW terhadap penyakit, padahal kesehatan tidak hanya sebatas bebasnya tubuh dari penyakit, tetapi juga memiliki kebugaran jasmani, mental dan spiritual yang baik.8 Kebugaran jasmani didefinisikan sebagai kemampuan tubuh dalam melakukan aktivitas sehari-hari dengan energi yang cukup tanpa menimbulkan kelelahan.9 Kebugaran jasmani yang baik dapat membantu seseorang melakukan suatu pekerjaan secara efisien serta dapat menjauhkan tubuh dari berbagai penyakit. Oleh karena itu, selain sehat dibutuhkan juga kebugaran jasmani yang baik demi memperoleh kualitas hidup yang maksimal. Sebuah penelitian sebeumnya telah dilakukan oleh Aoki et al.10 yang membuktikan bahwa konsumsi HRW dapat menurunkan tingkat kelelahan otot akibat latihan akut, tetapi penelitian ini hanya diujicobakan pada atlet yang telah beradaptasi baik terhadap kondisi stres oksidatif. Peneliti menduga HRW yang bersifat sebagai antioksidan bagi tubuh dapat meningkatkan kebugaran jasmani terutama terhadap daya tahan kardiorespirasi yang merupakan parameter terbaik dalam mengukur tingkat kebugaran jasmani. Oleh karena itu, berdasarkan dugaan tersebut maka peneliti tertarik untuk melakukan penelitian dengan judul Efek Konsumsi HRW terhadap Daya Tahan Kardiorespirasi.Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka masalah yang dapat diidentifikasi adalah sebagai berikut:Apakah konsumsi HRW memiliki efek terhadap peningkatan daya tahan kardiorespirasi pada tikus?

Tujuan PenelitianTujuan dari penelitian ini adalah:1. Untuk mengetahui efek konsumsi HRW terhadap peningkatan daya tahan kardiorespirasi pada tikus.

Kerangka PemikiranKerangka pemikiran pada penelitian ini didasarkan pada kajian pustaka bahwa radikal bebas dapat berasal dari faktor internal maupun eksternal tubuh. Faktor internal seperti: aktivitas fisik yang buruk, penuaan, genetik, kondisi patofisiologi, dan lain-lain. Diperparah oleh peningkatan faktor radikal yang berasal dari lingkungan, seperti: paparan sinar UV, patogen, zat kimia, asupan makanan, asap kendaraan, asap rokok, penipisan ozon, polusi udara, dan lain-lain. Pada akhirnya seluruh faktor ini akan meningkatkan paparan tubuh terhadap radikal bebas menjadi lebih tinggi. Antioksidan dapat menangkal efek negatif dari radikal bebas sehingga mampu menetralisir aktivitas oksidasi radikal bebas. Pada dasarnya tubuh telah memiliki mekanisme dalam mencegah radikal bebas ini dengan cara mensintesis antioksidan alami, seperti Superoksida dismutase (SOD), GPx, dan lain-lain. Berbagai faktor radikal bebas yang saat ini semakin meningkat di lingkungan dan yang diproduksi dalam tubuh dapat menyebabkan kondisi stres oksidatif ketika konsentrasi radikal bebas telah melebihi batas yang dapat ditoleransi oleh tubuh. Kondisi stres oksidatif disebabkan ketidakseimbangan antara kapasitas antioksidan dalam menetralisir kadar radikal bebas, sehingga peningkatan radikal bebas dapat menyebabkan kerusakan pada komponen seluler serta menyebabkan kemunculan penyakit. Oleh karena itu, guna mencegah efek buruk radikal bebas tersebut dibutuhkan asupan antioksidan untuk meningkatkan kadar antioksidan di dalam tubuh.HRW sebagai antioksidan bekerja dengan cara menetralisir aktivitas oksidasi radikal bebas yang menyebabkan kerusakan sel, sehingga HRW memberikan efek positif terhadap kesehatan. Penelitian terdahulu telah membuktikan bahwa HRW mampu mencegah penyakit kardiovaskular, menunda kelelahan otot, dan lain-lain. Didasarkan pada bukti bahwa HRW memberikan efek positif terhadap sistem kardiovaskular, respirasi, dan metabolisme, maka peneliti menduga bahwa HRW juga mampu meningkatkan daya tahan kardiorespirasi sebagai parameter utama kebugaran jasmani. Peningkatan daya tahan kardiorespirasi yang ditandai dengan optimalisasi konsumsi oksigen menyebabkan performa tubuh menjadi lebih meningkat saat beraktivitas. Secara kuantitatif optimalisasi konsumsi oksigen tersebut dapat diukur melalui nilai VO2 pada tubuh.

Sumber radikal bebas eksternal:Sinar UV,Patogen,Zat kimia,Makanan,dll.Sumber radikal bebas internal:Aktivitas fisik,Umur ,Genetik,Patofisiologi,dll.

Bagan 1.1 Kerangka PenelitianPeningkatan VO2 maxPenurunan VO2 maxKondisiStres oksidatifKonsumsi HRWSebagai antioksidanKadar radikal bebas melebihi kapasitas antioksidanAntioksidan endogenusRadikal bebasNetralisir radikal bebasPengaruh terhadap daya tahan kardiorespirasi

Hipotesis PenelitianHipotesis yang diajukan di dalam penelitian ini adalah:H0 : Konsumsi HRW tidak meningkatkan daya tahan kardiorespirasi pada tikus. H1 : Konsumsi HRW meningkatkan daya tahan kardiorespirasi pada tikus.

Manfaat PenelitianManfaat TeoritisPenelitian ini diharapkan dapat menghasilkan pengetahuan yang dapat berguna pada penelitian selanjutnya mengenai efek HRW terkait daya tahan kardiorespirasi.

Manfaat Praktis1. Bagi KonsumenHasil penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan pengetahuan bagi konsumen HRW mengenai efek konsumsi HRW terhadap daya tahan kardiorespirasi.

2. Bagi Praktisi Kesehatan Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi dasar informasi bagi praktisi kesehatan dalam penatalaksanaan pasien terkait daya tahan kardiorespirasi.2

1

BAB IITINJAUAN PUSTAKA1 Kebugaran JasmaniDefinisi Kebugaran JasmaniKebugaran jasmani adalah kemampuan tubuh dalam melaksanakan tugas sehari-hari dengan penuh kekuatan dan kewaspadaan; tanpa mengalami kelelahan berlebihan; dan memiliki energi yang cukup untuk menikmati kegiatan di waktu luang dan memenuhi keadaan darurat yang tidak terduga.11 Kebugaran jasmani merupakan sebuah atribut yang dimiliki oleh setiap orang.8 Sehingga, ketika seseorang bugar secara fisik maka orang tersebut mampu bekerja dan melakukan aktivitas dalam keseharian secara efisien, seperti mampu melaksanakan tugas keseharian di tempat kerja dan di rumah, serta masih memiliki energi yang cukup untuk menikmati olahraga serta aktivtas senggang lainnya. Dan juga, seseorang yang bugar secara fisik memiliki kemampuan yang baik dalam merespon situasi yang tidak terduga, misalnya dalam usaha mendapatkan pertolongan ketika dalam situasi berbahaya.8Kebugaran jasmani (physical fitness) merupakan salah satu komponen dari kebugaran (wellness), dan kebugaran didefinisikan sebagai kondisi seseorang dalam memperoleh kualitas hidup maksimal, yang meliputi: kebugaran fisik, emosional, sosial, dan intelektual. Kebugaran merupakan bagian dari kesehatan (health), dan makna dari kesehatan didefinisakan sebagai suatu keadaan yang tidak hanya terbebas dari penyakit, namun juga memiliki tingkat kebugaran yang optimal.9

Komponen Kebugaran JasmaniKebugaran jasmani terdiri dari 11 komponen yang berbeda yang terbagi menjadi 2 kelompok, yaitu 5 komponen dari kebugaran jasmani terkait kesehatan (health-related physical fitness) dan 6 komponen dari kebugaran jasmani terkait keterampilan (skill-related physical fitness).8,12Komponen kebugaran jasmani terkait kesehatan:1. Daya tahan jantung paru (cardiorespiratory endurance)2. Daya tahan otot (muscular endurance)3. Kekuatan otot (muscular strength)4. Kelentukan (flexibility)5. Komposisi tubuh (body composition)Komponen kebugaran jasmani terkait keterampilan:1. Kecekatan (agility)2. Keseimbangan (balance)3. Kecepatan (speed)4. Koordinasi (coordination)5. Daya ledak otot (power)6. Waktu reaksi (reaction and movement time)

Kebugaran Jasmani Terkait KesehatanKebugaran jasmani terkait kesehatan membantu tubuh beradaptasi dalam menjalankan aktivitas fisik, menjaga tubuh tetap sehat dan melindungi tubuh dari penyakit.12 Kebugaran jasmani terkait kesehatan terdiri dari 5 komponen, antara lain: daya tahan jantung paru, daya tahan otot, kekuatan otot, komposisi tubuh, dan kelentukan.Daya tahan kardiorespirasi atau kebugaran jantung-paru adalah kemampuan untuk melakukan latihan fisik dalam waktu lama dan dinamis. Dengan daya tahan kardiorespirasi yang baik, paru-paru mampu mengambil oksigen dari udara secara optimal, jantung mendistribusikan oksigen ke seluruh tubuh dan energi dapat dimanfaatkan sesuai dengan kebutuhan tubuh.12Daya tahan otot adalah kemampuan otot dalam menahan kelelahan dan mempertahankan ketegangan kontraksi dalam waktu yang lama, yang dipengaruhi oleh ukuran sel otot, kemampuan otot dalam menyimpan energi, dan suplai darah ke otot. Daya tahan otot yang baik dibutuhkan untuk menjaga postur tubuh, mencegah nyeri punggung, dan menjaga tubuh dari beban fisik.12Kekuatan otot adalah jumlah gaya yang dihasilkan sebuah otot dalam satu kali usaha maksimal, yang dipengaruhi oleh ukuran dari sel otot dan kemampuan saraf dalam meningkatkan kerja otot. Kekuatan otot yang baik berguna dalam menjaga postur tetap tegak, meringankan kerja dalam aktivitas sehari-hari, dan mencegah nyeri punggung.12Kelentukan atau fleksibilitas adalah kemampuan mendayagunakan otot dan persendian dalam mencapai jelajah gerak sendi (range of motion). Kelentukan dipengaruhi oleh struktur sendi, ukuran dan elastisitas jaringan ikat, dan aktivitas sistem saraf. Kelentukan yang baik berperan dalam mendukung pergerakan.12Komposisi tubuh adalah persentase berat badan yang terdiri dari lemak dibandingkan dengan jaringan lain, seperti tulang dan otot. Komposisi tubuh dengan level lemak tubuh yang rendah memliki efek yang baik terhadap kesehatan karena telah terbukti bahwa proporsi lemak tubuh yang tinggi dapat menjadi faktor resiko penyebab penyakit jantung, diabetes, hipertensi, dll.8

Kebugaran Jasmani Terkait KeterampilanSelain dari 5 komponen kebugaran jasmani terkait kesehatan, terdapat pula 6 komponen kebugaran jasmani terkait keterampilan. Kebugaran jasmani terkait keterampilan membantu tubuh bekerja dengan baik dalam olahraga dan aktivitas spesifik yang membutuhkan keterampilan khusus. Enam komponen kebugaran jasmani terkait keterampilan antara lain: kecekatan, keseimbangan, kecepatan, koordinasi, daya ledak otot, waktu reaksi.Kecekatan adalah kemampuan dalam mengubah posisi tubuh dalam waktu singkat secara akurat, keseimbangan adalah kemampuan menjaga ekuilibrium saat dalam posisi bergerak atau posisi diam, kecepatan adalah kemampuan melakukan pergerakan dalam waktu singkat, koordinasi adalah kemampuan dalam menggunakan indera secara bersamaan dengan bagian tubuh dalam melakukan pergerakan, daya ledak otot adalah kemampuan untuk mengerahkan kekuatan secara spontan melalui kombinasi kekuatan dan kecepatan, dan waktu reaksi adalah kemampuan untuk merespon dan bereaksi secara cepat terhadap stimulus.12

Daya Tahan KardiorespirasiDiantara 11 komponen kebugaran jasmani, daya tahan kardiorespirasi atau daya tahan jantung-paru (cardiovascular endurance) merupakan komponen yang paling penting terhadap kebugaran jasmani. Salah satu manfaat memiliki daya tahan kardiorespirasi yang baik adalah dapat mencegah kemunculan berbagai penyakit sehingga meningkatkan peluang untuk hidup lebih lama.8 Daya tahan kardiorespirasi adalah kemampuan untuk melakukan latihan fisik dalam waktu lama dan dinamis tanpa henti. Daya tahan kardiorespirasi juga diartikan sebagai kemampuan jantung dalam memompa darah, paru-paru dalam melakukan respirasi dan kontraksi otot dalam waktu yang lama, secara terus menerus tanpa mengalami kelelahan yang berarti dan segara pulih dalam waktu yang singkat.13 Oleh karena itu, daya tahan kardiorespirasi yang baik membutuhkan kinerja yang optimal dari jantung, paru-paru, darah, pembuluh darah, dan otot.12 Istilah lain untuk daya tahan kardiorespirasi yang sering digunakan namun memiliki makna serupa antara lain: kebugaran jantung-paru atau kardiorespirasi (cardiorespiratory fitness), daya tahan jantung-pembuluh (cardiovascular fitness), dan kebugaran jantung-pembuluh (cardiovascular fitness).

VO2 MaxVO2 max diartikan sebagai kapasitas maksimal dari konsumsi O2 yang dapat dilakukan tubuh.14 VO2 max merupakan parameter penting dari segi aktivitas fisik karena VO2 max memeperlihatkan derajat kemampuan tubuh dalam menghasilkan energi agar tubuh mampu beraktivitas pada kondisi intensif. VO2 max merupakan parameter terbaik yang digunakan dalam mengevaluasi derajat daya tahan kardiorespirasi.15 Oleh karena itu, seseorang yang memiliki nilai VO2 max tinggi memiliki daya tahan kardiorespirasi yang baik dikarenakan tubuh mampu menyediakan oksigen yang cukup untuk menghasilkan energi. VO2 max diukur dalam satuan liter per menit atau mililiter per kilogram per menit.14Pengukuran terhadap nilai VO2 max dapat dilakukan melalui tes VO2 max secara langsung (direct measurement) atau tidak langsung (indirect measurement). Tes VO2 max secara langsung (direct measurement) merupakan tes yang paling akurat dalam menilai tingkat daya tahan kardiorespirasi. Tes VO2 max secara langsung dilakukan dengan cara mengukur seberapa banyak oksigen yang dapat digunakan dalam keadaan latihan terberat dilakukan dengan cara berlari di treadmill, dengan mulut terhubung melalui pengukur gas (gas meter). Ketika berlari, gas meter akan mengukur jumlah oksigen yang terpakai setiap menit. Jumlah oksigen yang dapat digunakan dalam aktifitas puncak sebelum terjadi penurunan (plateau) ditetapkan sebagai nilai VO2 max.8 Tes VO2 max secara langsung membutuhkan perangkat khusus, penguji yang terstandardisasi, serta keharusan subjek untuk mencapai kondisi aktivitas maksimal yang terkadang sulit untuk dilakukan.14Tes VO2 max secara tidak langsung (indirect measurement) merupakan tes estimasi terhadap nilai VO2 max. Tes VO2 max secara tidak langsung dapat dilakukan tanpa harus mencapai kondisi aktivitas maksimal, tanpa membutuhkan perangkat khusus, dan dapat diterapkan pada subjek yang rentan seperti subjek usia lanjut, sehingga tes ini bersifat lebih praktis untuk mengukur VO2 max meskipun pengukuran dilakukan secara estimasi. Karena tes VO2 max secara tidak langsung tidak memacu sistem jantung dan pernapasan pada batas maksimal, maka tes ini juga dikenal dengan tes submaksimal. Ada banyak tipe dari tes estimasi terhadap VO2 max, misalnya seperti Cooper test, Submaximal cycle ergometer tests, Multi-stage fitness test, walking test, step test, one-mile run test, dan lain-lain. Beberapa dari tes submaksimal ini mengukur estimasi VO2 max melalui parameter-parameter seperti jarak tempuh, kesanggupan dalam melakukan aktivitas, denyut nadi setelah aktivitas, dan lain-lain. Nilai dari parameter tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam persamaan untuk menghitung nilai VO2 max secara estimasi.8

Sistem KardiorespirasiSistem kardiorespirasi terdiri dari dua sistem utama, yaitu sistem kardiovaskular yang terdiri dari jantung, pembuluh darah, dan darah, dan sistem respirasi yang terdiri dari paru-paru dan saluran pernapasan. Kedua sistem ini bekerja secara bersama-sama dalam memberikan asupan nutrisi dan oksigen yang dibutuhkan sel otot dan jaringan tubuh. Juga sistem kardiorespirasi bekerja dalam membersihkan tubuh dari sisa metabolisme.8

JantungJantung adalah organ yang terdiri dari otot yang berada di rongga toraks. Secara histologis, 3 lapisan utama yang menyusun jantung adalah perikardium, miokardium dan endokardium. Perikardium merupakan lapisan terluar yang berfungsi meredam gesekan selama jantung berkontraksi, miokardium merupakan lapisan utama yang berfungsi sebagai alat kontraksi jantung dan endokardium sebagai lapisan terdalam terdiri dari epitel, serabut purkinje dan jaringan ikat.16Jantung memiliki 4 buah ruang, yang terdiri dari 2 ruang di bagian superior yang disebut atrium, dan 2 ruang di bagian inferior disebut ventrikel. Atrium berfungsi menerima darah yang masuk ke jantung melalui vena, dan ventrikel berfungsi dalam menerima darah dari atrium untuk dipompa keluar dari jantung melalui arteri. Atrium dan ventrikel kiri dipisahkan dari atrium dan ventrikel kanan oleh sekat yang disebut septum. Diantara atrium dan ventrikel terdapat katup yang membatasi kedua struktur tersebut yang dikenal sebagai katup mitral di sisi kanan dan trikuspid di sisi kiri. Diantara ventrikel dan arteri terdapat katup yang disebut katup semilunar.17Ventrikel kiri memiliki lapisan otot yang lebih tebal dibanding ventrikel kanan, sebab ventrikel kiri memompa darah ke sistem sirkulasi sistemik, dan ventrikel kanan memompa darah menuju sistem pulmonik melalui arteri pulmonalis. Atrium kanan menerima darah sedikit oksigen melalui vena cava dan sinus koroner. Ketika atrium kanan berkontraksi, darah melewati katup trikuspid lalu masuk ke ventrikel kanan. Di ventrikel kanan darah akan dipompa menuju arteri pulmonalis untuk disalurkan ke paru-paru. Darah yang tinggi oksigen akan menuju atrium kiri melalui vena pulmonalis. Kontraksi atrium kiri menyebabkan darah mengalir menuju ventrikel kiri melalui katup mitral. Dan ventrikel kiri berkontraksi menyebabkan darah dipompa menuju aorta untuk disalurkan ke seluruh tubuh.17Jantung memperoleh suplai darah dari aliran darah yang mengalir melewati jantung dan pembuluh koroner yang terletak di sekitar jantung. Arteri koroner merupakan cabang dari aorta yang terbagi menjadi arteri koroner kanan dan kiri. Arteri koroner menyediakan oksigen dan nutrisi kepada jantung. Darah yang melewati arteri akan dikembalikan ke jantung melalui vena koroner dan sinus koroner menuju atrium kanan.17Jantung memiliki sistem konduksi yang berfungsi menghantarkan impuls. Nodus sinoatrial sebagai nodus yang menjadi pacemaker yang terletak di dekat atrium kanan, berfungsi menciptakan impuls secara ritmik. Impuls yang menjalar akan dihantarkan ke seluruh atrium sehingga menyebabkan atrium berkontraksi. Impuls akan menjalar menuju nodus atrioventrikular, Bundle of His, dan serabut purkinje, hingga mencapai lapisan miokardium yang menyebabkan ventrikel berkontraksi.17Jantung bekerja melalui sebuah siklus yang disebut siklus jantung. Siklus jantung memberikan keselarasan pada jantung setiap kontraksi dan relaksasi. Kontraksi jantung disebut sistol, yang terjadi ketika jantung memompa darah keluar dari jantung, dan relaksasi jantung disebut diastol, yang menyediakan jeda waktu sehingga memungkinkan darah mengisi ruang jantung. Satu siklus terdiri dari satu sistol yang kemudian diikuti oleh satu diastol.17

Sistem RespirasiSistem pulmonal terdiri dari saluran pernapasan atas dan bawah. Saluran pernapasan atas terdiri dari nasofaring, orofaring, dan struktur yang berhubungan lainnya. Laring merupakan struktur yang menghubungkan saluran pernapasan atas dan bawah. Trakea menghubungkan laring dan bronkus, yang berfungsi sebagai saluran pernapasan bawah yang membawa udara menuju paru-paru. Bronkus terbagi menjadi dua cabang pada bagian hilum. Bronkus akan bercabang menjadi bronkus lobar, bronkus lobar akan bercabang menjadi bronkus segmental dan bronkus segmental bercabang menjadi bronkus terminal. Saluran pernapasan terdiri dari conducting airways dan respiratory airways. Respiratory airways terdiri dari bronkiolus respiratorius, saluran alveolar, and alveolus. Paru-paru terbadi menjadi lobus-lobus. Terdapat 3 lobus pada paru-paru bagian kanan, dan 2 lobus pada paru-paru bagian kiri. Lobus terbagi menjadi bagian-bagian yang lebih kecil yang disebut segmen dan lobulus.18Fungsi utama dari sistem respirasi untuk menyediakan pertukaran udara antara lingkungan dan darah. Terdapat tiga tahap dalam proses pertukaran udara, tahap pertama disebut ventilasi, terjadi ketika udara masuk ke paru-paru. Tahap kedua disebut difusi, terjadi ketika udara bergerak menuju ruang di antara paru-paru dan mulai mengalami difusi ke darah. Dan tahap ketiga disebut perfusi, terjadi ketika udara bergerak menuju kapiler darah untuk dibawa ke seluruh tubuh.19

Stres OksidatifStres oksidatif merupakan kondisi ketidakseimbangan pada tubuh antara konsentrasi radikal bebas dibandingkan antioksidan.20 Ketidakseimbangan ini akan menyebabkan gangguan pada reaksi redoks sehingga dapat bersifat merusak terhadap komponen seluler seperti protein, lipid, dan DNA.20 Kondisi ketidakseimbangan ini dipengaruhi oleh faktor internal seperti genetik, umur, reaksi metabolisme di dalam tubuh, kondisi patofisiologi dan faktor eksternal seperti aktivitas fisik, asupan makanan, paparan terhadap sinar UV dan bahan kimia berbahaya.21 Stres oksidatif berperan dalam kemunculan penyakit terkait stres oksidatif (oxidative stress-related disease).6 Contoh penyakit terkait stres oksidatif seperti diabetes, kanker, arteriosklerosis, penyakit neurodegeneratif seperti parkinson dan alzheimer, dan lain-lain.6

Radikal BebasRadikal bebas adalah atom, molekul, atau ion yang memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan dalam konfigurasi yang terbuka. Elektron yang tidak berpasangan ini membuat radikal bebas bersifat sangat reaktif.5 Meskipun radikal bebas bersifat merusak komponen seluler dan berperan dalam kemunculan berbagai macam penyakit, radikal bebas juga diketahui memiliki peran fisiologis bagi sistem imun dalam proses penghancuran patogen.22 Beragam jenis radikal bebas yang bersifat fungsional yang diketahui saat ini asalah hidrogen peroksida (H2O2) dan nitrogen monoksida (NO). H2O2 dan NO diketahui berperan sebagai molekul efektor dalam sistem imun melawan patogen dan sebagai signalling molecule. Berdasarkan keterangan tersebut diketahui bahwa tidak semua radikal bebas bersifat berbahaya, sehingga dibutuhkan proses pencegahan secara selektif terhadap radikal bebas agar tidak mengganggu sistem fungsional tubuh.20Radikal bebas memiliki dua bentuk umum yaitu Reactive Oxygen Species (ROS) dan Reactive nitrogen species (RNS). Tipe dari ROS antara lain: superoksida, hidrogen peroksida, hidroksil, dan peroksil. Dan, tipe dari RNS antara lain: nitrogen monoksida (NO), dinitrogen oksida (N2O), peroksinitrat (NO3), anion nitroksil (HNO) dan asam nitrat (HNO3).23ROS dapat terbentuk sebagai produk sampingan selama reaksi fosforilasi oksidatif dalam rantai transpor elektron pada mitokondria.20 Reaksi fosforilasi oksidatif berfungsi membentuk ATP sebagai sumber energi. Reaksi fosforilasi oksidatif merupakan bagian dari proses respirasi aerobik yang membutuhkan O2 sebagai penerima elektron utama, namun tidak semua O2 berikatan dengan hidrogen untuk membentuk air, akibatnya pada akhir reaksi akan terbentuk sekitar 4% hingga 5% molekul O2 yang dapat berubah menjadi radikal bebas.Reaksi fosforilasi oksidatif terjadi pada bagian membran dalam mitokondria yang melibatkan sejumlah kompleks enzim. Kompleks enzim I atau nikotinamida adenina dinukleotida dehidrogenase berfungsi mentransfer elektron dari NADH, yang berasal dari hasil fosforilasi tingkat substrat proses glikolisis dan siklus Krebs, ke Koeznim-Q. Koenzim Q selain menerima elektron dari kompleks enzim I, juga menerima elektron dari kompleks enzim II atau suksinat dehidrogenase melalui koenzim riboflavin. Elektron dari koenzim Q selanjutnya ditransfer menuju kompleks enzim III. Dari kompleks III elektron akan diteruskan melalui sitokrom c menuju kompleks IV atau sitokrom oksidase. Setiap kali elektron melewati kompleks enzim I,III dan IV, satu proton (H) akan ditranspor ke ruang antar membran (inter-membrane space) mitokondria untuk membentuk gradien konsentrasi H+. Gradien konsentrasi H+ memiliki energi potensial yang dapat ditransfer kepada ADP menjadi ATP melalui kompleks ATP sintase, dengan cara mentranspor setiap H+ ke dalam matriks mitokondria.Proses pembentukan H2O terjadi di kompleks enzim IV. Pada kompleks IV elektron akan direaksikan dengan O2 dan hidrogen untuk membentuk molekul H2O. Satu molekul O2 akan direduksi menjadi dua molekul air, yang proses reduksi tersebut dilakukan dengan mentransfer empat molekul elektron. Dikarenakan dua elektron tidak berpasangan pada molekul oksigen terletak pada orbit yang berbeda dan menunjukkan angka putaran kuantum yang sama, maka transfer elektron tersebut harus berlangsung melalui empat tahapan. Kondisi ini menyebabkan oksigen hanya mampu menerima elektron tahap demi tahap dengan hanya satu elektron setiap tahap. Pemindahan elektron yang tidak sempurna tersebut mengakibatkan terbentuknya ROS.3,20 Pada tahapan pertama, proses penggabungan elektron akan mereduksi molekul O2 menjadi anion superoksida (O2), kemudian reduksi berikutnya membentuk hidrogen peroksida (H2O2), dan reduksi tahap akhir akan mengkonversi hidrogen peroksida menjadi H2O.20

Ruang antar membranMatriksATP sintase

Gambar 2.1 Mekanisme Pembentukan ROS di Mitokondria.

Sumber utama ROS di dalam sel adalah radikal anion superoksida dan hidrogen peroksida. Radikal anion superoksida dapat dinetralisir oleh enzim SOD (superoksida dismutase) menjadi hidrogen peroksida, dan hidrogen peroksida dapat dikonversi menjadi air oleh enzim glutation peroksidase atau katalase. Ketika reaksi enzimatik untuk mengubah H2O2 menjadi air tidak terjadi, maka akan terjadi reaksi fenton dimana H2O2 dapat berubah menjadi radikal hidroksil (OH) yang bersifat sangat reaktif. OH adalah bentuk ROS yang paling kuat dan mampu bereaksi terhadap molekul asam nukleat, protein, dan lipid. Tidak seperti anion superoksida dan hidrogen peroksida, radikal hidroksil tidak dapat dieliminasi melalui reaksi enzimatik menggunakan enzim yang diproduksi oleh tubuh. Sehingga proses menetralisir radikal hidroksil merupakan proses penting dalam detoksifikasi menggunakan antioksidan.7

Radikal bebasAsam lemakDNA dan RNAProteinRadikal lipidMengubah struktur DNA dan RNAMengubah struktur proteinMengganggu fungsi sel Memicu respon inflamasiMengganggu sintesis proteinKerusakan selPenyakitPenuaan

Bagan 2.2 Kerusakan yang Diakibatkan oleh Radikal Bebas.24

Radikal bebas diketahui menjadi faktor utama penyebab penyakit kardiovaskular karena radikal bebas meng-oksidasi LDL sehingga menyebabkan pembentukan plak aterosklerosis pada lapisan subintima dari endotel vaskular. Radikal bebas berperan dalam ischemic cascade yang disebabkan oxygen reperfusion injury diikuti oleh hipoksia, sehingga dapat menyebabkan stroke dan penyakit jantung. Radikal bebas juga memiliki pengaruh dalam perkembangan sel kanker karena radikal bebas dapat merusak DNA, mengganggu siklus sel sehingga terjadi pertumbuhan tanpa henti, dan menyebabkan metastasis. Dan juga, radikal bebas diketahui berpengaruh besar terhadap kemunculan penyakit-penyakit seperti chronic fatique syndrome, diabetes, dan lain-lain.24

AntioksidanAntioksidan adalah molekul yang mampu mencegah aktivitas dari radikal bebas dan dapat melindungi sel dari efek kerusakan yang ditimbulkan kondisi stres oksidatif.25 Antioksidan bekerja dengan cara mendonorkan satu elektron kepada radikal bebas sehingga menghambat aktivitas oksidasi radikal, atau dengan mencegah pembentukan radikal bebas tersebut.3Secara umum antioksidan dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu antioksidan enzimatis dan antioksidan non-enzimatis. Contoh dari antioksidan enzimatis adalah SOD, katalase, dan glutation peroksidase. Contoh dari antioksidan non-enzimatis adalah tokoferol, karetetonid, asam askorbat, quinon, dan lain-lain. Sebagian besar antioksidan non-enzimatis merupakan agen pereduksi karena mampu bersifat sebagai pendonor elektron kepada molekul lain atau radikal bebas.25Antioksidan juga dapat dikelompokkan berdasarkan mekanisme kerja yang dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu: Antioksidan primer, sekunder, dan tersier. Antioksidan primer adalah antioksidan enzimatis dan endogenus, yang dapat berikatan secara cepat kepada senyawa radikal sehingga menstabilkan senyawa radikal tersebut. Antioksidan primer bekerja dengan cara mencegah pembentukan senyawa radikal bebas dan mengubah radikal bebas yang telah terbentuk menjadi molekul yang lebih stabil. Antioksidan sekunder disebut juga antioksidan non-enzimatis dan eksogenus, yang menghambat pembentukan radikal bebas dengan cara pengkelatan metal. Antioksidan sekunder dapat berupa komponen nutrisi maupun non-nutrisi yang meliputi vitamin E, vitamin C, flavonoid, asam urat, bilirubin, dan albumin. Tidak seperti antioksidan primer yang berupa enzim, konsentrasi antioksidan sekunder akan berkurang setiap kali bereaksi menetralisir radikal bebas. Antioksidan tersier meliputi enzim-enzim yang berfungsi dalam perbaikan molekul-molekul yang telah rusak akibat pengaruh radikal bebas. Antioksidan tersier meliputi sistem enzim DNA repair dan metionin sulfoksida redukatase.3

Hydrogen Rich WaterHydrogen rich water (HRW) adalah larutan air kaya hidrogen. HRW mengandung agen aktif, yang dapat bersifat sebagai antioksidan, seperti atom hidrogen, anion hidrogen, molekul hidrogen, mineral nanoparticle, dan mineral nanoparticle hydrides. HRW dapat diproduksi melalui berbagai metode dan salah satu metode yang paling sering digunakan saat ini adalah melalui proses elektrolisis. HRW juga dikenal dengan sebutan Electrolyzed Reduced Water (ERW) karena dapat diproduksi melalui proses elektrolisis. Pada proses elektrolisis, kutub katoda akan menghasilkan ERW dan kutub anoda akan menghasilkan Electrolyzed Oxidized Water (EOW). Selain itu, HRW juga dikenal dengan sebutan Alkaline Electrolyzed Water, Alkali-ionic Water, Alkaline Cathodic Water, dan Alkaline Ionized Water karena memiliki sifat basa (pH 8-10).6HRW merupakan salah satu bentuk dari functional water yang dapat diminum. Functional water didefinisikan sebagai air yang telah diproses dengan teknik tertentu seperti elektrolisis, perlakuan dengan magnet, pencahayaan, pemberian gas, pemberian gelombang ultrasonik, dan lain-lain, yang memliki manfaat terhadap tubuh. The Functional Water Association of Japan juga mendefinisikan functional water sebagai air yang telah terbukti secara ilmiah memiliki manfaat terhadap kesehatan.6Karakteristik HRW antara lain: mengandung agen aktif berupa hidrogen dan mineral nanoparticle dalam konsentrasi tinggi, memiliki pH basa dalam rentang 8-10, memiliki molekul air yang tersusun dalam struktur micro-clustered, dan memiliki nilai ORP (oxidation-reduction potential) yang rendah yang menunjukan sifat sebagai akseptor elektron.6,26,27 Penelitian mengenai HRW pertama kali dilakukan di Jepang pada tahun 1931, pengaplikasian pertama kali diterapkan di bidang pertanian pada tahun 1954, dan mulai diterapkan di bidang medis pada tahun 1960. Pada tahun 1966, Ministry of Health, Labour and Welfare of Japan mengizinkan penggunaan HRW dalam pengobatan terhadap diare kronik dan gangguan pencernaan lainnya. Ministry of Health, Labour and Welfare of Japan juga mengesahkan penggunaan perangkat rumah tangga berupa perangkat ionizer yang dapat memproduksi HRW.6

HRW Sebagai AntioksidanBeragam penelitian telah membuktikan bahwa HRW dapat bersifat sebagai antioksidan di dalam tubuh. Aktivitas antioksidan ini dihasilkan karena HRW mengandung agen aktif seperti atom hidrogen, anion hidrogen, molekul hidrogen, mineral nanoparticle, dan mineral nanoparticle hydrides.6 Penelitian yang dilakukan oleh Ohsawa et al.7 membuktikan bahwa HRW bersifat sebagai antioksidan selektif yang mampu menetralisir radikal hidroksil (OH). Antioksidan selektif mampu menetralsir radikal hidroksil (OH) yang merusak molekul di dalam tubuh tanpa mengeliminasi ROS yang bersifat fisiologis, seperti ROS yang berfungsi pada sistem imunitas dan transduksi sinyal pada sel. Efektivitas gas hidrogen sebelumnya telah dibuktikan oleh Dole et al.28, yang melaporkan bahwa terdapat regresi dari sel kanker yang diberikan paparan gas H2. Dari penelitian yang dilakukan oleh Nakao et al.4 menggunakan HRW yang diproduksi melalui reaksi stik magnesium di dalam air sehingga menghasilkan H2 terlarut, membuktikan bahwa konsumsi HRW dapat mencegah stres oksidatif dan meningkatkan aktivitas dari SOD. Penelitian dengan metode serupa lainnya juga diperagakan oleh Aoki et al.10 dengan menggunakan stik magnesium, yang membuktikan bahwa HRW dapat menurunkan kadar laktat dan meningkatkan fungsi kerja otot serta mencegah kelelahan. Penelitian yang dilakukan oleh Ignacio, Joo dan Lee26 juga membuktikan bahwa HRW yang diperoleh dari natural spring water sebagai alkaline-ionized water juga dapat menurunkan kadar ROS di dalam tubuh.HRW yang diperoleh melalui metode elektrolisis menghasilkan beragam agen aktif, tidak hanya gas hidrogen (H2), terdapat pula: atom hidrogen, anion hidrogen, mineral nanoparticle dan mineral nanoparticle hydrides. Efek dari HRW yang diperoleh dari metode elektrolisis telah dibuktikan pada beragam penelitian, seperti pada tahun 1997, Shirahata et al.29 membuktikan HRW mampu menginhibisi kerusakan DNA yang ditimbulkan oleh ROS secara in vitro. Tahun 2002, Hayashi & Kawamura menyebutkan bahwa HRW memberikan efek positif dalam mencegah penyakit terkait stres oksidatif.30 Efek anti-diabetes dibuktikan melalui beberapa penelitian, seperti pada tahun 1999, Oda et al.31 membuktikan efek HRW, yang diperoleh dari metode elektrolisis dan Natural Reduced Water, dapat menetralisir ROS dan meningkatkan uptake dari glukosa pada tikus. HRW juga diketahui memiliki efek sebagai anti-kanker, yang dibuktikan oleh Shirahata et al.32, bahwa HRW menyebabkan pemendekan telomer pada sel kanker sehingga menahan pertumbuhan dari sel kanker, menahan proses angiogenesis sel tumor, dan menginduksi terjadinya apoptosis bersama dengan kadar glutation pada sel darah putih. Dari Abe et al.33 melaporkan bahwa HRW memiliki efek sebagai anti-arteriosklerosis dengan cara menghentikan aktivitas oksidasi dari katalisasi Cu2+ pada LDL. Dari Kashiwagi et al.34 membuktikan bahwa HRW mampu bersifat sebagai anti-neurodegeneratif dengan cara mencegah kerusakan pada sel saraf yang diakibatkan oleh aktivitas ROS. HRW juga dapat diaplikasikan untuk mencegah efek samping pada terapi hemodialisis dan pengobatan kanker.6,35

Proses Pembuatan HRWHRW dapat diperoleh secara alami atau buatan. HRW yang diperoleh secara alami merupakan air kaya hidrogen yang terbentuk secara alami tanpa perlakuan dari manusia, disebut sebagai Natural Reduced Water. Beberapa tempat di dunia yang memiliki fenomena Natural Reduced Water seperti Hita Tenryosui di Jepang dan mata air Nordenau di Jerman. HRW yang diperoleh melalui cara buatan, merupakan air kaya hidrogen yang diproduksi dengan metode khusus, seperti: metode pelarutan gas hidrogen di dalam air, metode reaksi stik magnesium, dan elektrolisis. Pembuatan dengan metode pelarutan gas hidrogen dilakukan dengan cara memasukkan gas hidrogen secara langsung ke dalam air sehingga air akan mengandung molekul H2 terlarut dalam konsentrasi tinggi. Pembuatan dengan metode reaksi stik magnesium dilakukan dengan cara memasukkan batangan magnesium ke dalam air, sehingga akan terjadi reaksi: Mg + 2 H2O Mg(OH)2 + H2. Metode ini akan menghasilkan gas hidrogen terlarut dalam air.Pembuatan dengan metode elektrolisis dilakukan dengan cara mereaksikan air melalui kutub katoda dan anoda, sehingga terjadi reaksi elektrolisis pada air.

Di katoda terbentuk reaksi: H2O(l) + 2 e H2(g) + 2 OH(aq)Di anoda terbentuk reaksi: 2 H2O(l) O2(g) + 4 H+(aq) + 4 eMetode elektrolisis memiliki perbedaan dengan metode lain dikarenakan pada proses elektrolisis, selain molekul H2 terbentuk pula atom hidrogen, anion hidrogen, mineral nanoparticle dan mineral nanoparticle hydrides.Saat ini, pembuatan HRW melalui metode elektrolisis dapat memanfaatkan perangkat ionizer yang kini telah tersedia dan diperjualbelikan di beberapa negara. Penelitian ini menggunakan perangkat ionizer yang diproduksi oleh Enagic di Osaka, Jepang tipe LeveLuk SD 501.

ELEKTROLISISGambar 2.3 Reaksi Elektrolisis pada Perangkat Ionizer yang Menghasilkan ERW pada Kutub Katoda dan EOW pada Kutub Anoda.36

41

30

BAB IIIMETODE PENELITIAN2 Rancangan PenelitianPenelitian yang digunakan adalah penelitian eksperimental dengan pendekatan Randomized Pretest and Posttest Control Group Design. Penelitian ini menggunakan 12 ekor tikus Wistar (Rattus norvegicus) berumur 12 minggu dengan berat badan 230g s.d. 250g yang dipilih dan dikelompokkan secara acak menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok perlakuan dan kelompok kontrol. Kelompok perlakuan diberikan perlakuan berupa pemberian HRW dan kelompok kontrol berupa placebo water (PW).

Sampel dan Unit PenelitianKriteria SampelKriteria inklusi sampel meliputi :1. Tikus Wistar (Rattus norvegicus) jantan berumur 12 minggu dengan berat badan berkisar antara 230g s.d. 250g.

Kriteria eksklusi sampel meliputi :1. Mati selama penelitian.Tikus tidak mampu berlari selama tes.

Perhitungan SampelJumlah unit penelitian mengikuti kriteria sampel WHO yaitu minimal 5 unit per kelompok. Terdapat 2 kelompok pada penelitian ini, sehingga setiap kelompok terdiri dari 5 ekor tikus, dan untuk mengantisipasi kemunculan kriteria eksklusi sampel, maka ditambahkan 1 ekor tikus untuk setiap kelompok. Sehingga total sampel yang digunakan sebanyak 12 ekor tikus.

Variabel Penelitian dan Definisi Operasional VariabelVariabel PenelitianVariabel bebas (independent variable) adalah konsumsi HRW.Variabel tergantung (dependent variable) adalah nilai predicted VO2 max.Variabel kendali pada penelitian ini berupa :1. Jenis kelamin sampel2. Umur sampel3. Berat badan sampel

Definisi Operasional Variabel1. Konsumsi HRW adalah konsumsi larutan air kaya hidrogen sebagai asupan cairan harian pada tikus selama 6 minggu yang diberikan secara ad libitum.Predicted VO2 max adalah volume oksigen maksimal yang mampu diproses tubuh dalam aktivitas intensif yang merepresentasikan daya tahan kardiorespirasi. Predicted VO2 max diukur melalui persamaan regresi linier antara VO2 max terhadap kecepatan tes maksimum yang diusulkan oleh Rodrigues et al.37. Predicted VO2 max dinyatakan dalam satuan mililiter per menit per kilogram berat badan. Jenis kelamin adalah tikus dengan jenis kelamin jantan yang terpilih sebagai sampel penelitian.Umur sampel adalah tikus dewasa berumur 12 minggu yang ditentukan berdasarkan catatan kelahiran dari tempat pemeliharaan hewan percobaan dan dinyatakan dalam minggu.Berat sampel adalah tikus dengan berat badan 230g s.d. 250g yang ditentukan dengan cara melakukan penimbangan berat badan menggunakan timbangan elektrik dan dinyatakan dalam gram.

Bahan Penelitian1. Tikus Wistar (Rattus norvegicus) jantan umur 12 minggu dengan berat badan 230g s.d. 250g sebanyak 12 ekor.Hydrogen Rich Water yang diperoleh dengan memproses air leding (tap water) ke dalam perangkat ionizer (Leveluk SD 501; Enagic, Osaka, Jepang). Placebo Water berupa akuades.Pakan tikus.

Alat Penelitian1. Perangkat Ionizer (Leveluk SD 501; Enagic, Osaka, Jepang).Kandang pemeliharaan hewan percobaan.Perangkat treadmill tikus sebagai instrumen pemeriksaan terhadap nilai predicted VO2 max pada tikus.

Tempat PenelitianPenelitian dilaksanakan di laboratorium farmakologi Gedung Rumah Sakit Pendidikan Fakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran, Bandung.

Prosedur PenelitianPengukuran VO2 maxPengukuran VO2 max dilakukan secara estimasi dengan menggunakan persamaan regresi linier yang diperoleh dari Rodrigues et al.37 berupa:

Predicted VO2 max = 1,54 * ET speed max + 52,34ET speed max : kecepatan maksimum yang dapat dicapai selama tes fisik.

Tes predicted VO2 max terdiri dari: 10 menit peletakan tikus di dalam instrumen treadmill, pemberian initial speed dari kecepatan 0 m/detik, dinaikkan setiap 3 menit sebanyak 3 m/detik. ET speed max dicapai ketika tikus tidak mampu berlari setelah diletakkan selama 15 detik pada treadmill.37Tahapan Penelitian1. Hari ke-1 sampai hari ke-7, tikus diaklimatisasi selama satu minggu untuk menyesuaikan diri dengan tes treadmill, temperatur, dan kelembaban ruangan penelitian. Aklimatisasi terhadap tes treadmill dilakukan selama 5 menit setiap hari selama satu minggu.1. Hari ke-8, tikus diberikan uji pre-test untuk melihat nilai predicted VO2 max sebelum perlakuan. Uji pre-test dilakukan dengan cara mengukur kecepatan maksimum yang dapat ditempuh tikus yang merepresentasikan nilai Predicted VO2 max setelah diletakkan pada instrumen treadmill. Kemudian hasil pengukuran dicatat sebagai nilai VO2 max pre-test.1. Hari ke-9 dilakukan pengacakan pada sampel tikus, lalu sampel dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok perlakuan dan kelompok kontrol.1. Selama hari ke-9 sampai dengan hari ke-51, yaitu selama 6 minggu, kelompok perlakuan diberikan asupan cairan HRW dan kelompok kontrol diberikan asupan cairan akuades yang diberikan secara ad libitum. Tikus dipelihara dalam 4 kandang terpisah dan diberikan asupan makanan dan cairan HRW atau PW sesuai pembagian kelompok.1. Dilakukan pengecekan secara teratur untuk memantau kondisi tikus selama perlakuan. Tikus yang stres, sakit atau mati selama perlakuan akan dikeluarkan dari penelitian.1. Hari ke-44 sampai hari ke-51, pada minggu terakhir perlakuan, tikus diaklimatisasi kembali selama satu minggu untuk menyesuaikan diri dengan tes treadmill. Aklimatisasi terhadap tes treadmill dilakukan selama 5 menit setiap hari selama satu minggu.1. Hari ke-52, setelah diberikan perlakuan selama 6 minggu, tikus akan diuji post-test. Uji post-test dilakukan dengan cara mengukur kecepatan maksimum yang dapat ditempuh tikus yang merepresentasikan nilai Predicted VO2 max setelah diletakkan pada instrumen treadmill. Kemudian hasil pengukuran dicatat sebagai nilai VO2 max post-test.1. Hasil pengukuran antara pre-test dan post-test dari kelompok perlakuan dan kontrol dianalisis dengan menggunakan metode statistik.

Pemilihan sampel tikus yang memenuhi kriteria (n=12)

Hari ke-1 s.d. ke-7Aklimatisasi selama 1 minggu

Hari ke-8Pre-test predicted VO2 max

Hari ke-9Pengacakan dan pengelompokan

Hari ke-9 s.d. ke-51

Kelompok kontroln = 6 (pemberian PW selama 6 minggu)Kelompok perlakuann = 6 (pemberian HRW selama 6 minggu)

Hari ke-52Post-test predicted VO2 max

Analisis data

Bagan 3.1 Tahapan Penelitian

Pengumpulan dan Penyajian DataPengumpulan DataData karakteristik tikus sebagai subjek penelitian disajikan pada tabel 3.1. Data hasil pengukuran predicted VO2 max pre-test dan post-test kelompok kontrol dan perlakuan disajikan pada tabel 3.2.

Tabel 3.1 Karakteristik Sampel PenelitianKarakteristikKelompok

Perlakuan (n = 6)Kontrol(n = 6)

Berat badan (g)

Tabel 3.2 Data Hasil PengukuranKelompokRata-rata Predicted VO2 max (ml/menit/kgBB)

Pre-test + SDPost-test + SD(Pre-test - Post-test)

Perlakuan

Kontrol

Data hasil pengukuran akan dianalisis untuk mengetahui normalitas persebaran data menggunakan uji Shapiro-Wilk dikarenakan sampel pada penelitian lebih kecil dari 50 sampel. Data dikatakan memiliki persebaran normal jika didapatkan nilai p value > 0,05. Apabila persebaran data normal, maka uji independent t-test digunakan untuk membandingkan selisih pengukuran pre-test dan post-test konsumsi HRW (kelompok perlakuan) dan PW (kelompok kontrol). Apabila persebaran data tidak normal maka analisis data dilakukan dengan menggunakan uji Mann-Withney. Hasil dianggap signifikan apabila didapatkan nilai p value < 0,05. Analisis data dilakukan dengan menggunakan program Statistical Package for Social Science (SPSS) 15.

DAFTAR PUSTAKA

1.De Flora S, Quaglia A, Bennicelli C, Vercelli M. The epidemiological revolution of the 20th century. The FASEB journal. 2005;19(8):892-7.2.Organization WH. Global health and ageing. 2011.3.Dr. Hery Winarsi MS. Antioksidan Alami Dan Radikal: Kanisius.4.Nakao A, Toyoda Y, Sharma P, Evans M, Guthrie N. Effectiveness of hydrogen rich water on antioxidant status of subjects with potential metabolic syndromean open label pilot study. Journal of clinical biochemistry and nutrition. 2010;46(2):140.5.Hong Y, Chen S, Zhang J. Hydrogen as a selective antioxidant: a review of clinical and experimental studies. Journal of International Medical Research. 2010;38(6):1893-903.6.Shirahata S, Hamasaki T, Teruya K. Advanced research on the health benefit of reduced water. Trends in Food Science & Technology. 2012;23(2):124-31.7.Ohsawa I, Ishikawa M, Takahashi K, Watanabe M, Nishimaki K, Yamagata K, et al. Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nature medicine. 2007;13(6):688-94.8.Corbin CB, Lindsey R, Scott F. Fitness for Life-Updated 5th Edition: Human Kinetics; 2007.9.Charles Corbin GW, William Corbin, Karen Welk. Concepts of Physical Fitness: Active Lifestyles for Wellness. 2012 [cited 2015 May 1]. McGraw-Hill. 17. [cited 2015 May 1]. Available from: http://www.mhhe.com/hper/physed/clw/01corb.pdf.10.Aoki K, Nakao A, Adachi T, Matsui Y, Miyakawa S. Pilot study: Effects of drinking hydrogen-rich water on muscle fatigue caused by acute exercise in elite athletes. Age (year). 2012;20:1.3.11.Caspersen CJ, Powell KE, Christenson GM. Physical activity, exercise, and physical fitness: definitions and distinctions for health-related research. Public Health Reports. 1985;100(2):126-31.12.Fahey TD. Fit and Well : Core Concepts and Labs in Physical Fitness and Wellness: McGraw-Hill Ryerson, Limited; 2007.13.Nenggala AK. Pendidikan Jasmani dan Kesehatan: PT Grafindo Media Pratama.14.Bandyopadhyay A, Bandyopadhyay P. Cardiorespiratory fitness in college students of Uttar Pradesh, India. 2013.15.Cardinal BJ. Predicting Cardiorespiratory Fitness Without Exercise Testing in Epidemiologic Studies : A Concurrent Validity Study. Journal of Epidemiology. 1996;6(1):31-5.16.Purba A. Kardiovaskular dan Faal Olahraga. Bandung: Bagian Ilmu Faal/Faal olahraga Fakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran; 2012.17.Hall JE. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology: Elsevier Health Sciences; 2010.18.McCance KL, Huether SE. Pathophysiology: The Biologic Basis for Disease in Adults and Children: Elsevier Health Sciences; 2014.19.West JB. Respiratory Physiology: The Essentials: Wolters Kluwer Health/Lippincott Williams & Wilkins; 2012.20.Arsana I. N., Ekstrak Kulit Buah Manggis (Garcinia mangostana L.) dan Pelatihan Fisik Menurunkan Stres Oksidatif pada Tikus Wistar (Rattus norvegicus) Selama Aktivitas Fisik Maksimal. Disertasi; 2014.21.Waris G, Ahsan H. Reactive oxygen species: role in the development of cancer and various chronic conditions. Journal of Carcinogenesis. 2006;5:14-.22.Segal AW. How neutrophils kill microbes. Annual review of immunology. 2005;23:197.23.Marciniak A, Brzeszczynska J, Gwozdzinski K, Jegier A. Antioxidant capacity and physical exercise. Biology of Sport. 2009;26(3):197.24.Whitney E, Rolfes SR. Understanding Nutrition: Cengage Learning; 2010.25.Sies H. Oxidative stress: oxidants and antioxidants. Experimental physiology. 1997;82(2):291-5.26.Ignacio RMC, Joo K-B, Lee K-J. Clinical Effect and Mechanism of Alkaline Reduced Water. Journal of Food and Drug Analysis. 2012;20:394-7.27.Hamasaki T, Kashiwagi T, Imada T, Nakamichi N, Aramaki S, Toh K, et al. Kinetic analysis of superoxide anion radical-scavenging and hydroxyl radical-scavenging activities of platinum nanoparticles. Langmuir. 2008;24(14):7354-64.28.Dole M, Wilson FR, Fife WP. Hyperbaric hydrogen therapy: a possible treatment for cancer. Science. 1975;190(4210):152-4.29.Shirahata S, Kabayama S, Nakano M, Miura T, Kusumoto K, Gotoh M, et al. Electrolyzedreduced water scavenges active oxygen species and protects DNA from oxidative damage. Biochemical and biophysical research communications. 1997;234(1):269-74.30.Hayashi H, Kawamura M. Clinical Applications of Electrolyzed-Reduced Water. Animal cell technology: Basic & applied aspects: Springer; 2002. p. 31-6.31.Oda M, Kusumoto K, Teruya K, Hara T, Maki T, Kabayama S, et al. Electrolyzed and natural reduced water exhibit insulin-like activity on glucose uptake into muscle cells and adipocytes. Animal cell technology: products from cells, cells as products: Springer; 2002. p. 425-7.32.Shirahata S, Murakami E, Kusumoto K-i, Yamashita M, Oda M, Temya K, et al. Telomere shortening in cancer cells by electrolyzed-reduced water. Animal cell technology: Challenges for the 21st century: Springer; 2002. p. 355-9.33.Abe M, Sato S, Toh K, Hamasaki T, Nakamichi N, Teruya K, et al. Suppressive Effect of ERW on Lipid Peroxidation and Plasma Triglyceride Level. Animal cell technology: Basic & applied aspects: Springer; 2010. p. 315-21.34.Kashiwagi T, Hamasaki T, Kabayama S, Takaki M, Teruya K, Katakura Y, et al. Suppression of Oxidative Stress-Induced Apoptosis of Neuronal Cells by Electrolyzed-Reduced Water. Animal cell technology meets genomics: Springer; 2005. p. 257-60.35.Nakayama M, Kabayama S, Nakano H, Zhu W-J, Terawaki H, Nakayama K, et al. Biological effects of electrolyzed water in hemodialysis. Nephron Clinical practice. 2008;112(1):c9-15.36.Henry M, Chambron J. Physico-Chemical, Biological and Therapeutic Characteristics of Electrolyzed Reduced Alkaline Water (ERAW). Water. 2013;5(4):2094-115.37.Rodrigues B, Figueroa DM, Mostarda CT, Heeren MV, Irigoyen M-C, De Angelis K. Maximal exercise test is a useful method for physical capacity and oxygen consumption determination in streptozotocin-diabetic rats. Cardiovascular diabetology. 2007;6(1):38.