FISIOLOGIS OLAHRAGA

PENDAHULUAN

Konsep Kesehatan Olahraga dan Faal Olahraga :

Pemahaman mengenai faal olahraga merupakan hal yang sangat penting bagi

guru olahraga, coach, trainer dan instruktur Fitness

Kesehatan Olahraga merupakan istilah yang berhubungan erat dengan semua

aspek ilmu keolahragaan dan latihan

Berdasarkan hasil penelitian terbaru serta makin meningkatnya minat terhadap

kesegaran jasmani dan kesejahteraan secara umum (Wellness), saat ini para

ahli dihadapkan pada tantangan yang makin kuat untuk terus mempelajari

sekaligus untuk memperoleh kesempatan untuk peningkatan karirnya.

Faal olahraga merupakan aspek kesehatan olahraga yang mengkaji bagaimana

secara fungsional tubuh merespons dan mengatur serta melakukan

penyesuaian terhadap latihan.

Kesehatan Olahraga merupakan berbagai macam aspek yang terlibat dalam

ilmu keolahragaan dan latihan. Contohnya : kedokteran olahraga, biomekanik,

kedokteran klinis, pertumbuhan dan perkembangan, psikologi dan sosiologi,

gizi, kontrol motorik dan fisiologi, sekarang ini fisiologi diartikan sama

dengan faal latihan atau faal dari latihan.

Neuromuskuler. Semua gerakan tergantung dari konstruksi perototan, tingkat

kinerja dapat ditingkatkan apabila guru dan pelatih lebih banyak memahami

struktur dan fungsi otot skelet dalam istilah yang dikaitkan dengan jenis

serabut otot, bahan bakar yang dipakai dan bagaimana satu aktivitas menjadi

cepat lelah maupun yang berhubungan dengan kontrol saraf terhadap gerakan

otot yaitu fungsi syaraf dalam merekrut satuan motorik. Selain itu merupakan

aspek yang dapat membantu guru dan pelatih untuk mengetahui dan

memahami dengan lebih baik apa yang dimaksud dengan proses dasar

neuromuskuler yang terlibat seperti halnya bagaimana memperbaiki

keterampilan motorik.

SUMBER ENERSI

Seluruh enersi yang dipakai dalam dunia biologis pada

dasarnya bersumber dari matahari

Sumber enersi yang dapat dengan segera digunakan

untuk setiap aktivitas manusia seperti pada sistem

biologis datang dari pemecahan senyawa kimia

tunggal ATP (Adenosine Triphospate)

Metabolisme produksi ATP otot dan sel berasal dari pembebasan enersi

melalui pemecahan zat makanan dan senyawa lain yang melibatkan

serangkaian reaksi kimia Anaerobik maupun Aerobik.

Untuk otot yang bekerja, maka sistem energinya tergantung dari intensitas dan

jangka waktu yang digunakan dalam kegiatan yang dilakukan.

Semua aktivitas manusia berpusat kepada kesanggupannya dalam

menyediakan energi yang harus dapat disediakan secara terus menerus. Tanpa

penyediaan energi yang terus menerus, sel, termasuk otot akan berhenti berfungsi

dan mati. Energi disediakan melalui penguraian/metabolisme terhadap dua zat

makanan utama yaitu karbohidrat dan lemak. Karbohidrat dimetabolis melalui

glikolisis dan Siklus Kreb. Lemak juga dimetabolis melalui Siklus Kreb tetapi

diawali dengan proses sebelumnya yang disebut dengan Oksidasi Beta.

Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, produksi energi merupakan

aktivitas yang tidak boleh berhenti yang dapat diproses melalui Aerobik dan

Anaerobik. Tujuan bab ini adalah mempelajari konsep energi secara umum dan

secara khusus mempelajari sumber energi yang disediakan untuk manusia selama

istirahat maupun dalam latihan jasmani.

Definisi Energi

Sebelum kita lanjutkan dengan sumber-sumber energi, terlebih dahulu

akan kita jelaskan apa yang disebut dengan energi. Umumnya kita memiliki

pengertian yang hampir sama dengan sifat serta karakteristik energi. Ada

beberapa istilah atau kata-kata seperti gaya, power, kekuatan, usaha keras,

gerakan, kehidupan bahkan semangat, paling tidak sudah dapat menggambarkan

inti dari apa yang disebut sebagai energi. Istilah-istilah ini, bagaimanapun juga

belum memberikan pengertian yang memuaskan apa sebenarnya energi. Secara

keilmuan energi diartikan sebagai “kapasitas untuk melakukan kerja”. Kerja dapat

diartikan sebagai aplikasi satu gaya pada jarak tertentu. Jadi energi dan kerja

merupakan dua kata yang tidak dapat dipisahkan satu sama lain.

Secara umum ada 6 bentuk energi yaitu; (1) Kimi, (2) mekanik, (3) panas,

(4) sinar, (5) elektrik dan (6) nuklir. Masing-masing energi tersebut dapat

dikonversi dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Transformasi energi ini telah

menjadi satu hal yang sangat menarik dan menjadi satu kajian yang tidak pernah

berhenti, khususnya apabila diaplikasikan ke dunia biologis. Secara khusus

ketertarikan kita terhadap energi adalah pada transformasi energi kimia ke energi

mekanik. Energi mekanik dimanifestasikan dalam gerakan manusia, sumber

energinya adalah dating dari konversi bahan makanan menjadi energi kimiawi di

dalam tubuh manusia.

Siklus Energi Biologis

Matahari merupakan sumber segala energi yang ada pada bumi, energi

matahari ini muncul karena adanya energi nuklir. Sejumlah energi nuklir

mencapai bumi sebagai sinar matahari atau energi sinar. Berjuta-juta tanaman

hijau yang ada di bumi menyimpan sebagian dari energi sinar matahari dalam

bentuk energi kimiawi. Selanjutnya energi ini akan digunakan tanaman hijau

untuk membuat molekul makanannya seperti glukosa, selulosa, protein dan lemak

yang terbentuk dari karbondioksida (CO2) dan air (H2O). Proses dimana tanaman

hijau membentuk makanannya sendiri yang disebut dengan photosynthesis.

Sebagai manusia, kita tidak dapat melakukan seperti halnya pada tanaman, kita

harus makan tanaman dan binatang lainnya untuk mensuplai makanan. Oleh

sebab itu, manusia sangat tergantung kepada kehidupan tanaman dan pada

akhirnya ketergantungan umat manusia kepada matahari untuk memenuhi

kebutuhan energi kita.

Dengan kehadiran O2, makanan akan dipecah menjadi CO2 dan H2O yang

sekaligus melepaskan energi kimia melalui proses metabolisme yang disebut

dengan respirasi. Tujuan utama metabolisme respirasi ini adalah untuk mensuplai

energi yang kita butuhkan dalam mempertahankan proses biologis seperti kerja

kimiawi untuk pertumbuhan dan juga kerja mekanik seperti untuk kontraksi otot.

Secara keseluruhan proses ini disebut dengan Siklus Energi Biologis.

Adenosine Triphosphate – ATP

Bagaimana energi ini digunakan untuk kerja fisiologis khususnya kerja

mekanik seperti pada kontraksi otot. Energi yang dilepaskan saat pemecahan zat

makanan tidak dapat langsung digunakan untuk melakukan kegiatan. Namun akan

diubah terlebih dahulu menjadi satu ikatan kimiawi yang disebut dengan

Adenosine Triphosphate atau ATP yang disimpan di dalam otot. Apabila ATP ini

Gambar 1. Siklus Energi Biologis. Energi sinar matahari digunakan oleh tanaman untuk membuat melokul makanannya dari CO2 dan H2O yang sekaligus mengeluarkan O2. Tumbuhan dan binatang termasuk manusia menggunakan oksigen untuk memecahkan makanan untuk menyediakan energi yang dibutuhkan dalam kehidupan.

MANUSIA DAN BINATANG

Makanan (Karbohidrat, Lemak Dan Protein)

Energi Yang Dipakai

CO2

H2OOKSIGEN

(O2)

TUMBUHAN HIJAU

dipecahkan, maka energinya baru dapat kita gunakan untuk setiap aktivitas fisik

yang dilakukan.

Struktur ATP terdiri dari satu komponen yang sangat komplek disebut

Adenosine dan tiga bagian yang kurang komplekrumit disebut dengan kelompok

phosphate.Yang menjadi focus perhatian kita adalah pentingnya ikatan kimiawi

yang berada pada kelompok phosphatenya. Pada gambar berikut menggambarkan

struktur ATP dimaksud

\

Dalam tubuh manusia, makanan berenergi digunakan untuk membentuk

Adenosin Triphosphate (ATP). ATP merupakan ikatan kimiawi yang apabila

dipecah ia dapat melepaskan energi yang dapat digunakan untuk kontraksi otot

dan proses biologis lainnya. Energi yang dihasilkan sewaktu pemecahan ATP

disebut dengan sumber energi segera yang dapat langsung digunakan sel otot

untuk melakukan kegiatannya

Sumber ATP

ADENOSINE P P P

Ikatan Phosphate berenergi tinggi

ATP ADP

ADENOSINE P P P

+ Pi

Energi

A B

Gambar 2. A. Struktur ATP secara sederhana yang menunjukkan ikatan phosphate berenergi tinggi. B pemecahan ATP menjadi ADP serta phosphate inorganic (Pi), ssekaligus dilepaskannya energi yang dapat digunakan. Pemecahan 1 mol ATP akan menghasilkan 7 sampai 12 kilokalori energi

Karena hidrolisis ATP mampu melepaskan energi untuk kontraksi otot,

maka muncul pertanyaan “Sampai sejauh pentingnya suplai ikatan kimia ini untuk

setiap sel otot?”. Pertama harus difahami bahwa setiap saat otot bekerja hanya

disediakan oleh jumlah ATP yang sangat terbatas dan ATP secara teru digunakan

dan diregenerasi kembali. Regenerasi ATP membutuhkan energi. Ada tiga jalur

proses pembebasan energi untuk menghasilkan ATP: (1) Sistem ATP-PC atau

Sistem Oksigen. Dalam sistem ini, energi untuk meresintesis ATP muncul dari

hanya satu ikatan kimia yaitu Phosphocreatine (PC). (2) Glikolisis Anaerobik

atau Sistem Asam Laktat, dapat menyediakan ATP dari pemecahan glukosa atau

glikogen secara tidak sempurna. (3) Sistem ketiga disebut dengan Sistem

Oksigen. Sistem ini memiliki dua bagian; Bagian A meliputi penyempurnaan

oksidasi karbohidrat dan bagian B meliputi oksiasi asam lemak. Kedua bagian

tersebut akan berakhir ke dalam satu proses yang disebut Siklus Kreb. Karena

beberapa jenis protein dapat juga diproses melalui siklus ini, maka istilah yang

lebih tepat adalah Jalur akhir metabolisme ATP.

Makanan

PCEnergi

ADP + Pi

+ Bahan Limbah

Energi ATP+

Gambar 3. Prinsip reaksi berpasangan. Energi dibebaskan dari pemecahan makanan dan phosphocreatine yang secara fungsional saling terkait atau berpasangan untuk energi yang diperlukan untuk meresintesis ATP dari ADP (Adenosine Diphosphate) dan Phosphate Inorganik (Pi)

Ketiga suplaier energi untuk resintesis bekerja dengan cara yang sama.

Energi yang dibebaskan dari pemecahan bahan makanan dan energi yang

dibebaskan melalui pemecahan PC, digunakan untuk membentuk molekul ATP

kembali atau energi digunakan untuk mendorong reaksi sepreti pada gambar 2

dari kanan ke kiri. Dengan kata lain, energi yang dilepaskan dari pemecahan

makanan dan PC secara fungsional saling terkait satu sama lain atau berpasangan

(coupled) menjadi energi, membutuhkan resintesis ATP dari ADP dan Pi (gambar

3). Pasangan fungsional energi dari satu seri reaksi ke seri lainnya secara

biokimiawi disebut sebagai reaksi berpasangan atau coupled reaction sebagai

satu prinsip yang sangat mendasar yang terlibat dalam proses metabolisme ATP.

Sumber Anaerobik ATP – Metabolisme Anaerobik

Sebagaimana yang sudah disebutkan sebelumnya, ada dua sistem

metabolisme yang terlibat dalam resintesis ATP yaitu sistem phosphagen dan

glikolisis Anaerobik (Sistem Asam Laktat) bersifat Anaerobik. Anaerobik

diartikan tanpa oksigen, dan oleh karena itu proses metabolisme yang terjadi di

dalam tubuh (sel otot) meliputi serangkaian reaksi kimia yang berbeda pula. Jadi

metabolisme Anaerobik atau pembentukan ATP secara Anaerobik diartikan

sebagai resintesis ATP melalui serangkaian reaksi kimia yang tidak memerlukan

oksigen yang kita hirup.

ATP-PC atau Sistem Phosphagen

Proses sistem Anaerobik ini tidak terlalu rumit, sehingga dapat dibahas

terlebih dahulu tetapi bukan berarti tidak penting. Phosphocreatine seperti halnya

dengan ATP, tersimpan di dalam otot. Karena keduanya (ATP dan PC)

mengandung phosphate, maka secara kolektif disebut dengan phosphagen atau

sistem phosphagen. PC mirip dengan ATP, apabila kelompok phosphatenya

dipecah maka sejumlah besar energi akan dibebaskan (gambar 4). Hasil akhir dari

pemecahan ini adal;ah creatine (C) dan Phosphate Inorganic (Pi). Seperti yang

sudah dijelaskan sebelumnya, energi langsung disediakan dan secara biokimia

dipasangkan untuk meresintesis ATP.

Gambar 5. Struktur kimia Adenosine Triphosphate (ATP)

Adenosine Triphosphate (ATP) merupakan sumber energi utama yang terdapat pada makhluk hidup. ATP merupakan bahan bakar untuk hampir semua kegiatan sel termasuk gerakan otot, sintesis protein, pemecahan sel, dan transmisi sinyal syaraf. Gambar menunjukkan molekul ATP dengan kelompok 3 fosfat berwarna oranye. Energi kimia ATP disimpan pada ikatan fosfat (Microsoft ® Encarta ® Reference Library 2003. © 1993-2002 Microsoft Corporation. All rights reserved)

Ikatan Phosphate berenergi tinggi

Creatine Kinase

B

CREATINE P

CPCA

CREATINE P

+ Pi

Energi

Gambar 4. A Struktur sederhana Phosphocreatine (PC) yang menunjukkan adanya ikatan phosphate berenergi tinggi. B Pemecahan PC menjadi Creatine (C) dan phosphate inorganic sekaligus melepaskan energi yang digunakan untuk resintesis ATP

Sebagai contoh, secepat ATP dipecah sewaktu kontraksi otot, secepat itu

pula dibentuk kembali dari ADP dan Pi dengan bantuan energi yang diperoleh

dari pemecahan simpanan PC. Reaksi berpasangan ini dapat digambarkan seperti

pada gambar berikut

Bagaimana juga penggambaran ini masih sangat sederhana. Tetapi di

dalam tubuh itu sendiri prosesnya sangat rumit serta membutuhkan sejumlah

enzim, yaitu satu ikatan protein yang membantu mempercepat kecepatan reaksi

secara individual. Kenyataannya, semua reaksi metabolisme yang terjadi di dalam

tubuh membutuhkan enzim termasuk juga pemecahan ATP.

Ironisnya, satu-satunya cara untuk membentuk kembali PC dari C dan Pi,

diambil dari energi yang dilepaskan dari pemecahan ATP. Kejadian ini akan

berlangsung saat pemulihan latihan yang diambil dari sumber utama ATP yang

diperoleh dari pemecahan bahan makanan. Jadi apabila cadangan PC terkuras

saat melakukan sprint dengan intensitas sangat tinggi, maka penggantian PC

tidak akan efektif sampai dimulainya saat pemulihan.

Berapa banyak energi ATP yang dihasilkan dari sistem phosphagen?.

Tabel 1. Perkiraan Energi yang tersedia dalam tubuh melalui sistem phosphagen (ATP-PC)

PC Pi + C + Energi Energi + ADP + Pi ATP

TotalPhosphagen

ATP PC (ATP-PC)

1. Kontraksi Otota. mM/kg otot* 4-6 15-17 19-23b. mM total massa otot † 120-180 450-510 570-690

2. Energi yang dapat digunakan πa. kcal/kg otot 0.04-0.06 0.15-

0.17

0.19-0.23

b. kcal total massa otot 1.2-1.8 4.5-5.1 5.7-5.9

Beberapa poin di atas perlu digarisbawahi. Pertama, perlu difahami bahwa

penyimpanan PC di dalam otot melebihi penyimpanan ATP, hal dapat difahami

karena salah satu fungsi PC adalah untuk menyediakan energi untuk resintesis

ATP. Kedua, singkatan mM merupakan kependekan dari milimoles yaitu satuan

ukuran yang digunakan untuk mengukur kuantitas ikatan kimia. Satu mol

merupakan jumlah tertentu dari ikatan kimia dalam ukuran berat, ukuran berat ini

tergantung dari jumlaah dan jenis atom yang membentuk ikatan kimia.

1000 mM sama dengan 1 mol dan apabila 1 mol ATP dipecah maka akan

menghasilkan sejumlah energi yang dapat digunakan yaitu sebanyak 7 sampai 12

kcal. Ketiga, perlu diingat bahwa hanya berkisar 570 sampai 690 mMol

phosphagen saja yang tersimpan dalam otot secara keseluruhan. Ini sama dengan

5.7 sampai 5.9 kcal energi ATP yang memberikan gambaran jumlah yang tidak

akan cukup untuk digunakan dalam latihan. Sebagai contoh, simpanan

phosphagen pada otot yang bekerja mungkin akan terkuras setelah 10 detik

kegiatan yang all-out seperti pada lari sprint 100 meter. Jumlah keseluruhan

energi ATP yang dapat disediakan dari sistem phosphagen ini sangat terbatas.

Pentingnya sistem phosphagen dalam pendidikan jasmani dan olahraga

dapat dicontohkan pada kegiatan-kegiatan yang memerlukan daya ledak, start

cepat pada sprinter, pemain bola, peloncat tinggi maupun penolak peluru dan

kegiatan lain yang mirip dan dilakukan hanya dalam beberapa detik saja. Tanpa

sistem ini gerakan yang cepat dan berdaya ledak tidak dapat dilakukan, karena

dari sekian banyak kegiatan, maka ada beberapa kegiatan yang memang benar-

benar membutuhkan sejumlah besar energi ATP dalam waktu yang sangat

singkat. Sistem phosphagen merupakan satu sistem energi yang paling cepat

mnyediakan sumber energi ATP untuk kegiatan otot. Alasannya adalah bahwa (1)

tidak tergantung dari rangkaian reaksi kimia yang panjang, (2) tidak tergantung

dari transportasi oksigen yang kita hirup dan (3) ATP maupun PC disimpan

langsung pada mekanisme kontraktil otot.

Glikolisis Anaerobik (Sistem Asam Laktat)

Glikolisis diartikan sebagai pemecahan glukosa, oleh karena itu glikolisis

Anaerobik dapat diartikan sebagai pemecahan sebagian dari glukosa dalam

kondisi tanpa menggunakan oksigen.

Sistem energi Anaerobik dalam resintesis ATP dalam otot lainnya adalah

Anaerobik Glycolysis (Glikolisis Anaerobik) yang meliputi proses pemecahan

salah satu zat makanan yang tidak sempurna seperti karbohidrat (glukosa)

menjadi asam laktat (untuk itulah sistem ini dikenal juga sebagai sistem asam

laktat). Dalam tubuh semua karbohidrat akan diubah menjadi gula sederhana

(glukosa) yang bisa langsung digunakan dan disimpan pada liver/hati serta di otot

dalam bentuk glikogen yang dapat digunakan nantinya. Disini istilah karbohidrat,

gula, glukosa maupun glikogen akan disamaartikan untuk kepentingan

penyederhanaan istilah yang digunakan dalam proses metabolisme. Konsekuensi

yang terjadi saat atau sebagai hasil akhir yang diperoleh dari Metabolisme

Anaerobik adalah lactid acid (Asam Laktat).

Holoszy menyatakan bahwa ada batas tertinggi dari jumlah asam laktat

yang bisa ditolerir sebelum kegiatan itu dihentikan karena kelelahan yang luar

biasa. Salah satu yang dapat dijelaskan tentang keterbatasan tersebut adalah pH

interselular menurun apabila asam laktat sudah mulai menumpuk pada otot,

penumpukan mengakibatkan terhambatanya kecepatan penentrasi enzim

phosphofructokinase (PFK).

Dari pandangan kimiawi, glikolisis Anaerobik lebih rumit dibandingkan

dengan sistem phosphagen karena memerlukan 12 rangkaian reaksi kimia secara

terpisah tetapi berurutan sampai proses metabolisme itu benar-benar sempurna.

Rangkaian reaksi ini ditemukan oleh dua orang ilmuwan Jerman pada tahun

1930an yaitu Gustav Embden dan Otto Meyerhof. Berdasarkan alasan ini maka

glikolisis Anaerobik sering disebut sebagai siklus Embden-Meyerhof, tetapi lebih

sering disebut dengan Glikolisis Anaerobik karena lebih sederhana dan mudah

dihafalkan.

Bagaimana glikogen dipakai untuk resintesis ATP? Seperti yang sudah

dijelaskan sebelumnya, glikogen akan dipecah menjadi asam laktat melalui

serangkaian reaksi kimia. Sewaktu pemecahan ini, energi dilepaskan dan melalui

reaksi ganda/berpasangan (coupled reaction), energi ini digunakan untuk

meresintesis ATP.

Perlu ditekankan sekali lagi bahwa rangkaian reaksi tersebut masih

gambaran sederhana dan hanya menggambarkan sedikit dari masing-masing 12

reaksi yang terlibat dalam glikolisis. Selain itu, setiap reaksi yang terjadi

membutuhkan enzim khusus untuk memberikan efek percepatan reaksinya.

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa salah satu enzim yang penting

adalah phosphofructokinase (PFK). Sedangkan enzim lainnya yang turut

mengendalikan reaksi tersebut diantaranya hexokinase, pyruvatkinase dan lactic

dehydrogenase.

Dengan rangkaian reaksi yang relatif lebih sederhana, maka hanya

beberapa mol ATP saja yang mampu dirensintesis dari glikogen dihasilkan dari

reaksi glikolisis anaerobik ini, apabila dibandingkan dengan hasil yang diperoleh

dari reaksi dengan menggunakan oksigen.Beberapa langkah tersebut dapat dilihat

pada gambar 5 skema berikut ini

Rangkaian glikolitik

Asam Piruvat

atau

Asam Laktat

ADP + PiATP

Glikogen(dari Otot)

GkukosaGlukosa

darah

Sebagai contoh; hanya 3 mol ATP yang bisa dihasilkan dari pemecahan 1

mol atau 180 gram (kira-kira 6 ons) glikogen melalui glikolisis anaerobik.

Apabila oksigen mencukupi, dengan jumlah glikogen yang sama dapat dihasilkan

9 mol ATP. Simpulan dari persamaan reaksi berpasangan ini untuk resintesis ATP

dari glikolisis anaerobik dapat dilihat seperti berikut ini

Sewaktu melakukan latihan, manfaat resintesis ATP dari Glikolisis

Anaerobik pada kenyataannya kurang dari 3 mol saja (3ATP) seperti yang terlihat

dari persamaan di atas. Alasannya adalah bahwa selama latihan yang sangat

melelahkan, otot maupun darah hanya mampu mentolerir penumpukan sekitar 60

sampai 70 gram atau 2 sampai 2.5 ons asam laktat sebelum munculnya kelelahan.

Apabila 180 gram glikogen dipecah melalui proses anaerobik selama latihan,

maka akan dihasilkan juga asam laktat sebanyak 180 gram (2C3H6O3). Namun

secara praktis, hanya sekitar 1 dan 1.5 mol ATP yang dapat diresintesis dari

(C6H12O6) n 2C3H6O3 + Energi (Glikogen) (Asam Laktat)

Energi + 3 ADP + 3 Pi 3 ATP

Gambar 6. Glikolisis Anaerobik. Glikogen dipecah secara kimiawi melalui serangkaian reaksi kimia menjadi asam laktat. Pada saat pemecahan energi dilepaskan dan melalui reaksi ganda yang dipakai untuk meresintesis ATP

glikolisis anaerobik selama latihan berat, sebelum asam laktat dalam darah dan

otot mencapai tingkat kelelahannya*

Seperti pada Sistem Phosphagen, Glikolisis Anaerobik dalam latihan

merupakan reaksi kimia yang sangat penting, karena mampu mensuplai ATP

dengan relatif cepat. Sebagai contoh; Karakteristik kegiatan yang bersifat

Glikolisis Anaerobik adalah kegiatan yang berintensitas tinggi dan dilakukan pada

jarak yang pendek seperti pada lari 400 dan 800 meter Sprint dengan waktu

berkisar 3 menit, benar-benar sangat tergantung dari sistem phosphagen dan

glikolisis anaerobik untuk membentuk ATP.

Jumlah keseluruhan energi ATP di dalam tubuh mlalui glikolisis anaerobik dapat

diperkirakan seperti pada tabel berikut ini:

Tabel. 2 Perkiraan ketersediaan energi dalam tubuh melalui Glikolisis Anaerobik (Sistem Asam Laktat)

Per kg Otot

Total massa otot

1. Toleransi maksimal asam laktat (dalam gram)

2.0-2.3 60-70

2. Pembentukan ATP (mM) 33-38 1000-120003. Energi yang dapat digunakan 0.33-0.38 10.0-1.0

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, apabila otot mampu mentolerir

2.0 sampai 2.3 gram asam laktat per kilogram otot atau 60 sampai 70 gram dari

total massa otot, maka secara maksimal ATP dapat dihasilkan melalui glikolisis

sebesar 1.0 sampai 1.2 mole saja (1000 sampai 1200 mM). Dalam kondisi seperti

ini, maka ATP yang dihasilkan dari sistem ini hanya dua kali lipat dari ATP yang

dihasilkan dari ATP-PC atau Sistem Phosphagen.

Dapat disimpulkan, bahwa melalui Glikolisis Anaerobik akan;

1. Mengakibatkan pembentukan asam laktat yang dikaitkan dengan kelelahan

otot.

2. Tidak membutuhkan keberadaan oksigen.

3. Hanya menggunakan karbohidrat sebagai bahan bakar (glikogen dan

glukosa) dan

4. Hanya mampu menghasilkan energi untuk meresisntesis beberapa mol ATP

saja.

Sumber ATP Aerobik – Metabolisme Aerobik

Untuk memahami bagaimana sistem aerobik ini bekerja, sebelumnya perlu

difahami terlebih dahulu beberapa istilah-istilah yang digunakan dalam reaksi

kimia seperti kelompok acetyl, NAD+, NADH, FAD+ dan FADH2.

Sesuai dengan tujuan dalam pembahasan berikut, kelompok acetyl secara

sederhana dapat diartikan sebagai molekul yang memiliki dua karbon,

umpamanya asam piruvat (molekul tiga karbon) melepaskan CO2 menjadi

kelompok acetyl sebelum masuk ke Siklus Kreb. Seperti halnya juga pada

metabolismee asam lemak, dua kelompok karbon dibentuk dulu sebelum

memasuki Siklus Kreb.

NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide) dan FAD+ (flavor adenine

dinucleotide) berfungsi sebagai akseptor hydrogen. H+ dipisahkan dari karbohidrat

sewaktu proses glikolisis dan Kreb Siklus terjadi. Pelepasan ion H+ dari ikatan

tertentu merupakan bentuk dari proses oksidasi. Apabila salah satu ikatan

menerima ion H+ dapat dikatakan sebagai “pengurangan wujud”. Jadi NADH dan

FADH2 merupakan bentuk pengurangan wujud dari NAD+ dan FAD+. Fungsi

NADH dan FADH2 ini adalah membawa electron ke Sistem Transportasi

Elektron.

Apabila oksigen tersedia, 1 mol glikogen akan dipecah secara sempurna

menjadi karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) dan melepaskan enrgi yang cukup

untuk resintesis 39 mol ATP. Sejauh ini sistem aerobik merupakan penghasil

terbesar ATP. Bagaimanapun juga proses yang berlangsung selama metabolismee

ini lebih rumit dibandingkan dua jenis metabolismee sebelumnya. Seperti halnya

sistem anaerobik, reaksi sistem oksigen juga terjadi di dalam sel otot, tetapi tidak

sama dengan sebelumnya, sistem ini memiliki kekhususan lain yaitu terdapatnya

bagian subseluler yang disebut dengan Mitochondria. Bagian subseluler ini

berisikan sejumlah sistem membrane yang terdiri dari serangkaian lipatan-lipatan

yang saling melilit satu sama lain yang disebut dengan Cristae. Cristae ini

memiliki sejumlah sistem enzim yang dibutuhkan untuk metabolisme aerobik.

Mitokondria inilah yang akan mmicuk perkembangan dari otot-otot rangka.

Glikogen

Glukosa

Asam Piruvat

ADP + Pi

ATP

Glikogen

Glukosa

Asam Piruvat

ADP + Pi

ATP

(C6H12O6) n 2C3H4O3 + Energi (Glikogen) (Asam Piruvat)

Energi + 3 ADP + 3 Pi 3 ATP

.

Rangkaian reaksi kimia dari sistem aerobik dapat dibagi menjadi tiga

bagian rangkaian reaksi utama, yaitu (1) Glikolisis Aerobik, (2) Siklus Kreb dan

(3) Sistem Tranportasi Elektron.

Glikolisis Aerobik.

Rangkaian reaksi pertama meliputi pemecahan glikogen menjadi CO2 dan

H2O. Sebelumnya kita mengenal adanya Glikolisis Anaerobik dan dalam reaksi

ini juga dikenal Glikolisis Aerobik, tetapi perbedaannya hanya pada proses yang

sedang berlangsung yaitu dengan dan tanpa oksigen saja. Jadi Anaerobik diartikan

tanpa oksigen dan Aerobik dengan oksigen. Perlu difahami bahwa “selama

oksigen cukup tersedia, akumulasi asam laktat tidak akan terjadi”. Dengan adanya

oksigen dapat menghambat akumulasi asam laktat, namun demikian tidak

mengakibatkan terjadinya resintesis ATP.

Yang dilakukan oleh oksigen disini adalah mengalihkan sebagian besar

prekursor (sifat awal) asam laktat ke dalam sistem aerobik setelah resintesis ATP.

Gambar 7. Glikolisis Aerobik dan Glikolisis Anaerobik. Pemecahan glikogen ke Asam Piruvat untuk resintesis ATP tidak membutuhkan oksigen. Dengan keberadaan oksigen (Glikolisis Aerobik) asam piruvat seterusna dipecah lagi menjadi CO2 dan H2O serta resintesis ATP yang lebih banyak. Tanpa oksigen (Glikolisis Anaerobik), asam piruvat diubah menjadi asam laktat dan tidak ada lagi resintesis ATP

Kecukupan Oksigen

CO2 + H2O +

ATP

Tidak cukup Oksigen

Asam Laktat

Glikolisis Aerobik Glikolisis Anaerobik

Seperti terlihat pada gambar berikut ini Jadi selama glikolisis aerobik, 1 mol

glikogen akan dipecah menjadi dua asam piruvat dan melepaskan enrgi yang

cukup untuk meresintesis 3 mol ATP. Reaksi berpasangan ini digambarkan pada

model persamaan berikut. Tambahan lain adalah 2 NAD+ akan berubah bentuk

menjadi 2 NADH+, selanjutnya dialihkan ke Sistem Transportasi Elektron yang

menghasilkan 6 mol ATP (masing-masing NADH menghasilkan 3 ATP).

Siklus Krebs (Krebs Cycle)

Reaksi ini merupakan lanjutan dari reaksi glikolisis aerobik, dimana asam

piruvat yang terbentuk selama glikolisis aerobik akan dibawa ke mitochondria dan

seterusnya akan dipecah dalam satu rangkaian reaksi kimia yang disebut Siklus

Kreb (istilah ini muncul setelah ditemukan oleh Sir Hans Krebs). Siklus ini juga

dikenal sebagai Siklus Asam Sitrat, karena ditemukannya beberapa jenis ikatan

kimia yang muncul di dalam siklus ini. Sejumlah peristiwa reaksi yang terjadi

sewaktu Siklus Krebs adalah;

1. Dihasilkannya Karbondioksida

2. Terjadi oksidasi dan juga reduksi dan

3. Dihasilkannya ATP

Saat CO2 akan dilepaskan dari asam piruvat kemudian dibentuk kelompok

acetyl atau dari 3 ikatan karbon menjadi 2 ikatan karbon. Kelompok acetyl ini

kemudian bergabung dengan co-enzym A kemudian membentuk acetyl co-enzym

A. CO2 juga terbentuk dalam Siklus Krebs. Semua CO2 yang dihasilkan akan

masuk/berdifusi ke dalam darah dan selanjutnya dibawa ke paru dan terakhir

dibuang ke udara bebas dari dalam tubuh.

Sekali lagi harus diingat, bahwa oksidasi adalah proses dimana electron

dibuang dari ikatan kimianya. Electron yang dibuang tersebut berbentuk ion

hydrogen (H) dari atom karbon yang sebelumnya dalam bentuk asam piruvat dan

sebelum itu dari glikogen. Atom hydrogen bermuatan partikel ion positif yang

disebut dengan proton sebagai ion hydrogen serta partikel ion negative yang

disebut dengan electron (lihat persamaan berikut).

Jadi apabila atom hidrogennya dilepaskan dari ikatannya, maka ikatan tersebut

disebut teroksidasi atau telah dioksidasi

Produksi CO2 dan pembuangan electron di dalam Siklus Krebs salin terkait

satu sama lain: Asam piruvat (dalam bentuk yang telah diubah) bermuatan

Karbon (C), Hidrogen (H), dan Oksigen (O2); apabila H dilepaskan, maka yang

tertinggal hanya C dan O artinya hanya ada ikatan kimia karbondioksida saja. Jadi

di dalam Siklus Krebs, asam piruvat dioksidasi sekaligus menghasilkan CO2 .

Di dalam Siklus Krebs itu sendiri hanya akan dihasilkan dua unit ATP

untuk setiap unit glikogennya. Pada ke empat sisi Siklus Krebs yang berbeda, ion

H+ akan dilepaskan dan selanjutnya akan memasuki Sistem Transportasi Elektron

dan diakhiri dengan terbentuknya air dan unit ATP. Secara skematis Siklus Kreb

dapat dilihat pada gambar 8 berikut

H = H+ + e-

(atom hydrogen) (ion hydrogen) (electron)

Glikogen

Asam Piruvat

Glukosa

ADP + Pi

ATP

Glikolisis Aerobik

CO2

CO2

H++e-CO2

NADNADH

FADFADH2

SIKLUS KREBS

H++ e-

H++e-

H++e-NADNADH

NADNADH

Sistem Transportasi Elektron

Sebagai kelanjutan dari pemecahan glikogen, hasil akhirnya adalah H2O

yang didapat dari ion hydrogen dan electron terbuang di dalam Siklus Krebs serta

oksigen yang dihirup. Rangkaian reaksi dimana H2O dibentuk disebut dengan

Sistem Transportasi Elektron (STE) atau disebut sebagai Rantai Respirasi.

Gambar 8. Siklus Krebs. Asam piruvat sebagai hasil akhir dari glikolisis aerobik masuk ke dalam Siklus Krebs setelah sedikit ada perubahan. Begitu memasuki siklus, terjadi dua kejadian reaksi: (1) pelepasan CO2 yang akhirnya akan dibuang ke luar tubuh, (2) oksidasi atau pembuangan ion hydrogen (H+) dan electron (e-) yang akan masuk ke dalam sistem transportasi electron untuk perubahan lebih lanjut

Rangkaian kejadian dimana ion hydrogen, electron masuk ke dalam STE

melalui FADH2 dan NADH dan dibawa ke oksigen dengan perataraan “pembawa

electron” dalam satu rangkaian reaksi enzimatik yang berakhir dengan

dihasilkannya air. Kalau digambarkan secara sederhana dapat dilihat sebagai 4H+

+ 4e- + O2 2H2O, artinya 4 ion hydrogen (4H+) ditambah 4 elektron (4e-) plus

1 mol oksigen (O2) akan menghasilkan 2 mol air (2H2O). Saat electron dibawa ke

rantai respirasi, energi akan dilepaskan dan ATP akan dihasilkan melalui reaksi

berpasangan. NADH masuk ke STE dan berada sedikit lebih tinggi di atas

FADH2, maka setiap kali NADH akan menghasilkan 3 mol ATP dan FADH2

dengan 2 mol ATP. Secara skematis dapat dilihat pada gambar 9.

Secara keseluruhan, 12 pasangan electron akan dihasilkan dari 1 mol

glikogen atau sama dengan 39 ATP. Dengan demikian, selama metabolisme

aerobik sebagian besar dari 39 ATP diresintesis di Sistem Transportasi Elektron

dan pada saat yang sama juga akan dihasilkan air.Ke 39 ATP yang diresintesis, 3

mol berasal dari glikolisis aerobik, 30 ATP dihasilkan dari pasasi NADH ke STE,

4 ATP dari pasasi FADH2 ke STE dan 2 ATP dihasilkan dari Siklus Krebs sendiri.

Apabila glukosa darah ditetapkan sebagai sumber bahan karbohidrat, maka

diperlukan 1 mol ATP akan digunakan untuk mengubah glukosa menjadi glukosa-

1-phosphate.

Lebih jauh lagi perlu diingat bahwa untuk memecahkan 180 gram atau 1

mol glikogen memerlukan 6 mol oksigen (6O2). Karena 1 mol gas (oksigen) diisi

22.4 liter pada temperature

dan tekanan standar, 6 mol

O2 = 6 x 22.4=134.4 liter.

(C6H12O6)n + 6O2 6CO2 + 6H2 (Glikogen) + EnergiEnergi + 39 ADP + Pi 39 ATP

Dengan demikian, 134,4 litr O2 dibutuhkan untuk meresintesis 39 mol ATP atau

134,4 : 39 = 3.45 liter O2 dibutuhkan untuk meresintesis 1 mol ATP. Dengan kata

lain setiap 3.45 liter oksigen yang dikonsumsi akan mensintesis 1 mol ATP secara

aerobik. Pada saat istirahat berkisar antara 10 sampai 15 menit dan pada saat

kegiatan anaerobik atau latihan yang maksimal, umumnya hanya berkisar 1 menit.

Persamaan dari reaksi berpasangan yang terlibat dalam pemecahan 1 mol

glikogen secara aerobik dilihat sebagai berikut

Gambar 9. Sistem Transportasi Elektron. Ion hydrogen (H+) dan electron (e-) yang dilepaskan dalam Siklus Krebs memiliki tingkat energi tinggi saat memasuki STE. Disini terjadi dua kejadian kimiawi. Pertama ion hidrogenm dan electron ditransport oleh “perantara” ke oksigen yang kita hirup untuk membentuk air melalui serangkaian reaksi enzimatik; kedua; pada saat yang sama ATP diresintesis melalui reaksi berpasangan yang diperoleh dari energi yang dibebaskan. Untuk setiap pasangan electron yang ditransportasi, rata-rata 3 mol ATP diresintesis.

Energi tingkat tinggi

2H+

2e-

2H+

2e-

2H+

2e-

2H+

2e-

ADP + Pi

ATP

Perantara 2

Perantara

Perantara 3

Energi

Energi

EnergiADP + Pi

ATP

Perantara 42H+

2e-

Perantara 5

2H+

2e-

ADP + Pi

ATP

H2O½ O2

Energi tingkat rendah

FADH2

Sistem Aerobik dan metabolisme Lemak

Dua jenis bahan makanan lain yaitu protein dan lemak juga dapat dipecah

secara aerobik dengan hasil akhir yang sama yaitu menjadi CO2 dan H2O serta

dilepaskannya energi. Lemak (biasanya berrantai karbon 16 atau 18) dalam

bentuk Triglycerides akan dipecah menjadi dua ikatan karbon (kelompok acyl)

melalui serangkaian reaksi yang disebut dengan Oksidasi Beta (Oksidasi – β)

sebelum memasuki Siklus Krebs dan Sistem Transportasi Elektron (gambar 11)

Asam lemak harus diaktifkan terlebih dahulu sebelum memasuki oksidasi

beta, aktivasi ini memerlukan 1 mol ATP. Selanjutnya, dalam oksidasi beta, satu

FADH2 dan satu NADH dirangsang dan masuk ke STE. Secara keseluruhan ATP

yang dihasilkan dari proses awal ini adalah 5 ATP (3 ATP dari NADHA dan 2

ATP dari FADH2. Sama dengan yang berlaku pada kelompok acyl dari asam

piruvat, yaitu 1 ATP, 3 NADH dan 1 FADH2 dihasilkan dalam Siklus Krebs.

Setap kali satu NADH akan meresintesis 3 ATP dan setiap sati FADH2

akan diresintesis 2 ATP. Maka secara keseluruhan ATP yang dihasilkan dari

Siklus Krebs dan Sistem Transportasi Elektron sebanyak 12 ATP. Dari tahapan

tersebut di atas, ATP yang dihasilkan adalah;

1. Hasil bersih ATP melalui poses aktivasi asam lemak, reaksi oksidasi beta dan

pada lintasan awal memasuki Siklus Krebs adalah 16 ATP.

2. Saat proses oksidasi beta, siklus Krebs menghasilkan 17 ATP

3. Pada bagian akhir proses yang melibatkan 4 rantai karbon, maka akan

dihasilkan 17 dan 12 ATP (kelompok acyl terakhir tidak masuk ke siklus

Krebs).

Untuk asam lemak lainnya, hasil ATP yang diperoleh akan berbeda satu

sama lain. Untuk asam lamak lain yang sejenis seperti asam sterik yang memiliki

18 molekul karbon serta asam palmitat yang memiliki 16 molekul karbon mampu

menghasilkan 147 dan 130 ATP (lihat table 3)

Gambar 10. Sumber resintesis ATP melalui oksidasi karbohidrat yang sempurna dalam bentuk glukosa darah maupun glikogen otot. Dua kolom pada bagian kanan mnunjukkan produksi ATP bersih untuk setiap tahap glikolisis (termasuk Siklus Krebs). Garis tebal menunjukkan ada sebagian reaksi yang diabaikan. Enzim kunci hexokinase, phosphorylase dan phosphofructokinase ditandai dengan kurung. Ketiga enzim ini erat berkaitan dengan adaptasi latihan

HASIL BERSIH ATP

Dari Glukosa

darah

Dari glikogen

ototA -1

B -2 -1

C 0 +1

D +2 +3

E +8 +9

F +14 +15

G +16 +17

H +34 +35

I +38 +39

Glikogen(otot)

Glukosa

Glukosa-6-phosphateGlukosa (darah)

Glukosa-1-phosphate

(Phosphorylase)

Fruktosa-6-phosphate

(Phosphofructokinase)

(Hexosekinase)

Fructosa-1-6-Diphosphate

2 Asam piruvat (3 Cs)(cukup oksigen)

Ke Sistem Transportasi Elektron

2 kelompok Acetyl (2 Cs)

A 1 ATP “dipakai”

B 1 ATP “dipakai”

ATP ADP + Pi

ATP ADP + Pi

2 NAD+

2 NADHC

2 ADP + Pi 2 ATP

2 ADP + Pi 2 ATP

DE 6 ATP dari STE

2 NAD+

2 NADH ke STECo-enzym A2 Acetyl Co-A (2 Cs)2 CO2

Ke Paru F 6 ATP dari STEAsam sitrat (6 Cs)Asam Oksaloasetat

(4 Cs) 2 ADP + Pi 2 ATPG

2 NAD+

2 NADH H18 ATP dari STE

I 4 ATP dari STE

2 FAD+

2 FADH2 CO2

Ke Paru SIKLUS KREBS

Perlu diketahui bahwa 1 mol asam palmitat (lebih berat sedikit dari ½

pons dapat menghasilkan cukup energi untuk resintesis 130 mol ATP (lebih

banyak dari yang dihasilkan dari 1 mol glikogen. Bagaimanapun juga, diperlukan

oksigen sebanyak 515.2 liter (23 x 22.4 = 515.2 oksigen). Oleh sebab itu 3.96 liter

oksigen diperlukan untuk setiap mol ATP yang diresintesis (515.2:130 = 3.96).

Sekali lagi perlu diingat bahwa oksidasi 1 mol glikogen membutuhkan 6

mol oksigen (6 x 22.4 liter oksigen per mol = 134.4 liter oksigen) dan 3.45 liter

oksigen untuk menghasilkan 1 mol ATP. Jadi untuk menghasilkan 1 mol ATP

melalui oksidasi asam lemak membutuhkan 15% oksigen lebih banyak

dibandingkan dengan 1 mol ATP yang dihasilkan dari pemecahan sempurna

Gambar 11. Simpulan metabolism Asam Lemak (Aerobik). Asam lemak diaktifkan untuk oksidasi beta, kemudian dlam satu rangkaian siklus, unit karbon (kelompok acyl) dipisahkan selanjutnya masuk ke Siklus Krebs sebagai acetyl-Co-A serta sejumlah karbon yang ada pada asam lemak

PRODUKSI ATP

- 1 ATP

2 ATP tiap siklus

3 ATP tiap siklus

12 ATP setiap siklus

ASAM LEMAK

Aktivasi Asam Lemak

mengurangi 1 kelompok acyl

Kelompok acyl

Acetyl-Co-A

Siklus Krebs dan Sistem Transportasi

Elektron

ATPAMP + 2 ATP

FAD+FADH2

NAD+NADH

Aktivasi Asam Lemak

Ke Sistem Transportrasi

Elektron

glikogen. Dengan kata lain membutuhkan lebih banyak oksigen untuk

menghasilkan 1 mol ATP dari lemak dibandingkan dari glikogen melalui

pemecahan yang bersifat aerobik.

Tabel. Produksi bersih ATP dari dua jenis Asam Lemak

Asam Sterat

(18 rantai karbon)

Asam Palmitat

(16 rantai karbon)

Aktivasi dan lintasan awal (17 – 1)

16 ATP 16 ATP

6 lintasan berikutnya (6 x 17) 102 ATP

5 lintasan berikutnya (5 x 17) 85 ATP

Lintasan terakhir (17) plus (12) 29 ATP 29 ATP

PRODUKSI TOTAL ATP 147 ATP 10 ATP

Peranan protein dalam metabolism aerobik

Sejauh ini pembahasan selalu terarah hanya pada karbohidrat dan lemak,

bagaimana dengan protein? Walaupun protein merupakan salah satu sumber ATP

tetapi hanya memiliki peranan kecil saja dalam keadaan istirahat bahkan hamper

tidak berperan sama sekali pada saat latihan fisik. Dalam kondisi kelaparan,

dimana karbohidrat sangat rendah atau pada saat kegiatan daya tahan yang

ekstrim (lomba ketahan dalam 6 hari), maka katabolisme protein mungkin akan

terlihat lebih nyata.

Total Energi Aerobik dari Otot

Sulit untuk menyebutkan jumlah total energi otot yang diperoleh

darisistem oksigen, karena semua jenis bahan makanan digunakan dalam proses

ini. Namun demikian, sebagai dasar perbandingan dengan sistem anaerobik,

jumlah total energi aerobik yang tersedia dalam otot dari glikogen saja bisa di

lihat pada table …..

Dari table dimaksud, mudah sekali diambil kesimpulan, bahwa sistem

oksigen merupakan sistem metabolism ATP yang sangat efisien. Sebagai contoh,

jumlah ATP secara keseluruhan dari pemecahan glikogen secara aerobik di dalam

otot antara 87 sampai 98 mol. Ini mendekati 50 kali lipat dibandingkan dengan

yang dapat disediakan melalui sistem anaerobik. Selain itu ada lagi 80 sampai 100

gram yang tersedia sebagai cadangan hati. Dan apabila semuanya digunakan

untuk metabolism aerobik, maka akan ada 17 sampai 22 mol ATP lagi yang dapat

dihasilkan.

Table Perkiraan ketersediaan energi dari glikogen otot melalui sistem aerobik

(oksigen)

Glikogen OtotPer kg Otot Massa otot keseluruhan

Kandungan dalam otot (gram) 13 – 15 4500 – 450Pembentukan ATP (mol) 2.8 – 3.2 87 – 98Energi yang digunakan (kcal) 28 – 32 870 – 980

Keuntungan dari sistem aerobik adalah mampu menggunakan karbohidrat

maupun lemak untuk meresintesis sejumlah besar ATP tanpa harus merangsang

bahan limbah yang menjadi penyebab kelelahan. Oleh sebab itu, sistem aerobik

merupakan sistem yang paling sesuai untuk kondisi istirahat.

Dalam pendidikan jasmani maupun olahraga, sistem aerobik merupakan

system yang tepat dalam menghasilkan sejumlah besar ATP yang dibutuhkan

untuk kegiatan yang lama seperti lari marathon (42.2 km), dalam kegiatan

tersebut dapat diperkirakan akan ada sekitar 150 mol ATP yang dibutuhkan (rata-

rata 1 mol ATP dibutuhkan setiap menitnya). Kemampuan untuk memenuhi

kebutuhan energi yang diperlukan secara terus menerus, bukan merupakan hal

yang sulit, karena di dalam otot itu sendiri sudah tersedia sejumlah besar

glikogen, lemak dan oksigen untuk memenuhi kebutuhan di atas.

Perbandingan Sistem Energi

Sebagai bahan pertimbangan akhir, coba kita bandingkan ke tiga sistem

energi yang sudah kita bahas sebelumnya, pertama berdasarkan karakteristik

umum dan kedua dengan melihat kapasitas dan daya dam memproduksi ATP.

Kapasitas diartikan sebagai jumlah yang tidak terikat oleh waktu, sedangkan daya

cenderung disebut sebagai percepatan atau jumlah dalam waktu tertentu.

Pemahaman tentang ketiga sistem ini, maka kita juga mampu membuat urutan

kapasitas maupun daya ketiga sistem dimaksud berdasarkan kapasitas dan daya

relatifnya.

ADP + PiATP

ADP + PiATP

Glikogen

Asam Piruvat

GlukosaGlikolisis Aerobik

H++e-

H++e-

H++e-

H++e-

H2O

ADP + PiATP

CO2

SIKLUS KREBS

ADP + PiATP

ADP + PiATP

CO2

CO2

Oksigen

Sistem Transportasi

Elektron

Lemak

Protein

Gambar 12. Kesimulan system aerobic. Glikogin dioksidasi melalui tiga seri reaksi kimia, glikolisis aerobic dimana asam piruvat dibentuk dan beberapa ATP diresintesis; Siklus Krebs dimana CO2 dihasilkan dan H+ dan e- dilepaskan; dan Sistem Transportasi Elektron dimana H2O dibentuk dari H+ , e- dan oksigen serta lebih banyak ATP yang diresintesis. Lemak dan protein apabila digunakan sebagai bahan bakar untuk resintesis ATP, juga akan masuk ke Siklus Krebs dan Sistem Transportasi Elektron

Sebelum menjelaskan reaksi sistem aerobic. Energi yang dilepaskan oleh

Sistem Oksigen atau Aerobik untuk memproduksi ATP, pada umumnya diperoleh

melalui pemecahan karbohidrat dan lemak atau protein (dalam keadaan yang

sangat khusus), akan menghasilkan karbondioksida dan air (limbah). Walaupun

sistem ini merupakan penghasil ATP yang paling banyak, namun prosesnya

sangat rumit, panjang dan melibatkan sejumlah besar enzim oksidatif.

Table Karakteristik Umum ketiga Sistem Energi dalam memproduksi ATP

Sistem Makanan atau O2 yang Kecepatan Produksi

kimia diperlukan ATP relatifAnaerobik

Sistem ATP-PC Phosphocreatine Tidak Tercepat Sedikit, terbatas

Sistem Asam Laktat

Glikogen (Glukosa)

Tidak Cepat Sedikit, terbatas

AerobikSistem Oksigen Glikogen, Lemak

dan proteinYa Lambat Banyak, tak

terbatas

Table Kapasitas dan daya maksimal dari ketiga sistem energi

SistemDaya maksimal(ATP per menit)

Kapasitas maksimal(total ATP yang

tersedia)

Phosphagen (ATP-PC) 3.6 0.7Glikolisis Anaerobik (Asam Laktat)

1.6 1.2

Aerobik atau Oksigen (hanya dari glikogen)

1.0 90.0

Sistem Aerobik dan Anaerobik saat istirahat dan latihan

Paling tidak ada tiga sifat penting yang perlu dipertimbangkan dari sistem

anaerobik dan aerobik yang ada pada kondisi istirahat dan latihan: (1) jenis bahan

makanan yang akan dimetabolisir, (2) peranan dari masing-masing sistem, dan (3)

munculnya serta akumulasi asam laktat dalam darah.

Istirahat

Dari gambar berikut kita lihat bahwa dalam kondisi istirahat sekitar

duapertiga dari energi disediakan dari lemak dan satu pertiga disediakan dari

karbohidrat (glikogen dan glukosa). Protein tidak muncul dalam gambar, karena

kontribusinya memang sangat tidak nyata sama sekali. Karena sistem aerobik

merupakan satu-satunya sistem yang mampu berfungsi optimal untuk

menghasilkan enegi dalam keadaan istirahat, karena sistem transportasi okisgen

(jantung dan paru) mampu mensuplai oksigen dengan cukup pada setiap sel yang

membutuhkannya. Dengan kapabilitas tersebut, ATP mampu mensuplai semua

kebutuhan energinya pada kondisi istirahat. Molekul ATP yang muncul dari

sistem anaerobik dilihat sebagai bagian dari aerobik, karena kelihatannya memang

muncul walaupun oksigen tersedia.

.

1/3glukosa

2/3 lemak

+ O2 Aerobik

ATP Asam Laktat+

ATP H2OCO2+ +A

B

O2 yang dikonsumsi = O2 yang dibutuhkan (0.3 liter/menit

Asam laktat darah (10 mg/100 ml darah

Waktu

Gambar 13. A. Sistem Aerobik mensuplai semua kebutuhan ATP dalam kondisi istirahat. B, selama istirahat, konsumsi oksigen (0.3 liter/menit) berada dalam keadaan konstan dan cukup untuk mensuplai ATP yang dibutuhkan; konsekuensinya kadar asam laktat dalam darah tidak mengalami perubahan (10 mg%). Kombinasi semua factor ini menunjukkan bahwa metabolism yang terjadi adalah aerobik.

Walaupun sistem aerobik merupakan satu-satunya yang mampu bekerja

pada kondisi istirahat, namun perlu dicatat bahwa ternyata bahwa dalam kondisi

ini terdapat asam laktat yang muncul secara konstan di dalam darah, namun

kemunculan tersebut tidak berakumulasi seperti yang terdapat pada system

glikolisis anaerobic (sekitar 10 mg untuk setiap 100 mlk darah). Alasan untuk

dapat menjelaskan fenomena ini memang sangat rumit dan memerlukan

pemahaman kimiawi yang dalam untuk dapat memahami setiap reaksi kimia yang

terjadi secara individual. Selain itu perlu ditambahkan bahwa terdapat sejumlah

besar enzim LDH (lactic dehydrogenase) yang mengkatalis reaksi asam piruvat

ke asam laktat. Sesuai dengan pengkajian dalam buku ini, ada bukti yang

menunjukkan bahwa kadar asam laktat tidak mengalami perubahan dan tidak

meningkat selama sistem anaerobik tidak mulai berproses. Perlu ditegaskan sekali

lagi, bahwa saat istirahat, bahan makanan yang digunakanuntuk kebutuhan

energy diambil dari lemak dan karbohidrat dan kebutuhan ATP hanya akan

disediakan dari sistem aerobik.

Latihan

Sistem anaerobik maupun aerobik memberikan kontribusi energi pada saat

latihan dan peranannya sangat tergantung dari (1) jenis kegiatan yang dilakukan,

(2) status kondisi latihan, dan (3) asupan bahan makanan atlet. Untuk melanjutkan

pembahasan, kita bagi dulu jenis kegiatan fisik ke dalam dua kategori: (1) jenis

kegiatan yang dilakukan hanya dalam waktu yang sangat singkat dan

membutuhkan usaha maksimal, dan (2) jenis kegiatan yang dilakukan dalam

waktu yang sangat lama dan membutuhkan usaha submaksimal. Selanjutnya akan

kita bahas secara khusus bagaimana interaksi dan peranan ketiga sistem energi

dalam latihan, karena pada dasarnya sulit untuk menetapkan satu sistem energi

hanya kepada satu jenis kegiatan saja. Pemahaman konsep ini sangat penting

terutama bagi para pelatih dalam merencanakan program latihan.

Saltin dan Kralson telah menggambarkan pola pengurasan glikogen

dengan kegiatan dari 30% samapai 120% kebutuhan oksigen maksimal. Sangat

menarik kalau kita bahas dengan hasil penemuan lainnya, karena ada beberapa hal

yang perlu dipertimbangkan yaitu factor keterbatasan. Bahwa kegiatan yang

membutuhkan kurang dari 60% dan lebih dari 90% kapasitas aerobik, cadangan

glikogen tidak berkurang secara nyata

Kece

pata

n pe

nggu

naan

glik

ogen

(mm

ol/k

g ot

ot b

asah

/men

it)

Konsumsi oksigen (persentase dari VO2max)

12 --

6 --

--

4 --

10 --

--

8 --

--

--

2 --

--

!50

!75

!100

!125

!150

!25

. ...

Waktu (menit)

Pen

gura

san

glik

ogen

(Mm

ol/k

g ot

ot b

asah

)

0 --

60 --

--

80 --

20 --

--

40 --

--

--

!120

!90

!60

!30

!0

120 90

Persentase VO2max

75

60

30*

* *

Kelelahan

A

B

. Pada gambar…. menunjukan kecepatan penggunaan glikogen meningkat

secara tajam searah dengan peningkatan beban kerja. Pada beban yang sangat

tinggi dimana kelelahan muncul dengan sangat cepat, masih terdapat 70%

cadangan glikogen. Pada beban kerja yang membutuhkan 65 sampai 95%

kapasitas aerobik, kelelahan berkorelasi dengan pendekatan likogen pada taraf

nol.

Saltin dan Karlsson melaporkan kecepatan penggunaan glikogen pada 0.3,

0.7, 1.4, 3.4 dan 10 mM glukosa per kg otot basah per menit pada beban kerja 25,

50, 75, 100, dan 150% kapasitas aerobik. Gambar 14 menggambarkan semua

pengamatan yang telah dilakukan.

Latihan dalam waktu sangat singkat

.

Gambar 14. Pola pengurasan glikogen selama latihan melelahkan pada sepeda. Pengurasan yang absolute (A) maupun relative (B) berhubungan dengan intensitas. Catatan bahwa di bagaian A kelelahan belum tercapai pada intensitas 30% dan 60%)

Latihan pada kategori ini termasuk latihan sprint seperti 100, 200 dan 400

meter, 800 dan nomor lainnya yang membutuhkan kapasitas kerja sampai 2 atau

mungkin sampai 3 menit saja.

Gambar…. Menggambarkan peran relative dari sistem energi yang terjadi

pada saat kegiatan berlangsung. Disini dapat dilihat bahwa bahan makanan utama

adalah karbohidrat, dengan sedikit lemak dan protein diabaikan penggunaannya.

Juga dapat dilihat bahwa sistem yang predominan adalah anaerobik. Disini

menunjukkan bahwa energi atau ATP yang dibutuhkan untuk memenuhi

kebutuhan ini tidak bisa disediakan melalui sistem aerobik. Konsekuensinya, pada

umumnya ATP harus disuplai secara aerobik melalu sistem phosphagen dan

glikolisis anaerobik. Kadar phosphocreatine (PC) pada kegiatan yang sangat

singkat dengan intensitas kjerja yang sangat tinggi, akan menurun sampai ke

tingkat yang paling rendah dan bahkan akan tetap rendah walaupun latihan sudah

dihentikan. Namun perlu dicatat, bahwa PC akan dapat dengan cepat diganti

(dalam hitungan menit) selama fase pemulihan.

Ada dua alasan, mengapa ada keterbatasan dari sistem aerobik dalam

mensuplai cukup ATP saat melakukan latihan: (1) masing-masing kita memiliki

keterbatasan aerobik power atau kecepatan maksimum dalam mengkonsumsi

oksigen; dan (2) paling tidak dibutuhkan 2 sampai 3 menit dalam mengkonsumsi

oksigen untuk mencapai tingkat yang baru dan lebih tinggi. Sebagai contoh, atlet

terlatih memiliki aerobik power maksimal antara 3.0 liter (perempuan) dan 5.0

liter (laki-laki) oksigen per menit. Sedangkan bagi mereka yang tidak terlatih

sebanyak 2.2 liter (perempuan) dan 3.2 liter (laki-laki) permenit. Kadar oksigen

ini tidak akan mampu mencukupi untuk mensuplai semua kebutuhan ATP untuk

kegiatan seperti 100 meter sprint yang membutuhkan lebih dari 45 liter (sekitar 8

liter oksigen per 100 meter atau per 10 detik).

Bahkan kalaupun itu memungkinkan untuk mengkonsumsi oksigen pada

kecepatan yang memenuhi kebutuhan energi atau ATP, tetap saja akan

memerlukan waktu 2 atau 3 menit pertama latihannya dalam mempercepat

konsumsi oksigen pada tingkat yang dibutuhkan. Alasan untuk peningkatan

kebutuhan oksigen yang tertunda dan terkait dengan waktu, memiliki hubungan

yang erat dengan penyesuaian biokimiawi dan fisiologis untuk sampai kepada

kebutuhannya. Dan ini juga dapat dibuktikan pada saat transisi dari kondisi

istirahat ke kondisi latihan walau pada intensitas yang berbeda dan dari latihan

dengan intensitas lebih rendah ke latihan dengan intensitas yang lebih tinggi.

Periode semasa kadar konsumsi oksigen rendah untuk memenuhi

kebutuhan ATP dalam latihan disebut dengan oxygen deficit (kekuarangan

oksigen). Pada masa kekurangan oksigen, sistem energi kemudian berpindah ke

sistem phosphagen dan sistem glikolisis anaerobik untuk memenuhi semua

kebutuhan ATP dalam latihan. Ini berarti bahwa latihan yang berdurasi singat

dengan intensitas yang sangat tinggi, akan selalu menderita kekurangan oksigen

sepanjang kegiatan berjalan dengan sumber utama ATP diambil dari dua sistem

anaerobik.

Gambar berikut menggambarkan bahwa kecepatan akselerasi glikolisis

anaerobik sejalan dengan kecepatan yang sama dengan peningkatan pada kadar

asam laktat. Akumulasi asam laktat akan terjadi secara nyata pada kegiatan yang

berdurasi 2 sampai 10 menit. Pengurasan PC dan kecepatan resintesis ATP sangat

penting untuk kegiatan yang berdurasi kurang dari 3 menit. Oleh sebab itu untuk

pemulihan yang disebabkan oleh tekanan kerja yang intensif, maka latihan harus

dihentikan atau dilanjutkan pada intensitas yang lebih rendah. Kadar asam laktat

darah setinggi 200 mg % tercatat saat perlombaan nomor-nomor sprint dan

berenang. Kadar tersebut 20 kali lebih besar dibandingkan engan kadar yang

ditemukan pada saat istirahat (10 mg %).

A

B

lemak

karbohidrat

+ O2

anaerobik ATP Asam laktat+

ATP CO2+ + H2O

= Kekurangan oksigen

= Oksigen yang dikonsumsi

= Kebutuhan oksigen+

= Konsumsi oksigen sewaktu latihan

= Konsumsi oksigen istirahat

Sprint10-30 detik

Lari ½ mil2:00 menit

O2 p

er m

enit

Gambar 15. A. Sewaktu latihan yang all out dalam waktu yang sangat singkat, maka system anaerobic, glikolisis anaerobic dan phosphagen (tidak terlihat) mensuplai hampir seluruh kebutuhan ATP

C

Latihan jangka lama

Kadar asam laktat merupakan indicator yang sangat sempurna untuk

menaksir sistem energi mana yang predominan dan digunakan selama kegiatan

berlangsung. Apabila kadarnya tinggi, sistem utama yang digunakan pasti

Gambar 15 C. Akumulasi asam laktat darah sewaktu latihan yang melelahkan antara 30 detik sampai 2 menit

150 -

100 -

50 -

0 !

2.00 !

1.5!

1.5!

0.5

Asa

m la

ktat

dar

ah (

mg.

%)

Waktu latihan (menit)

Gambar 15 B, Keterkaitan antara kekurangan oksigen, konsumsi oksigen dan oksigen yang dibutuhkan selama latihan dalam waktu sangat pendek.

glikolisis anaerobik dan apabila kadarnya rendah, maka sistem yang digunakan

adalah sistem aerobik.

Setiap latihan yang dapat dipertahankan dalam waktu yang relative lama

termasuk ke dalam kategori ini.. yang dimaksud dengan relative lama adalah

waktu yang digunakan dalam latihan 10 menit atau lebih. Dalam kasus tertentu,

bahan makanan utama yang digunakan, sekali lagi berasal dari karbohidrat dan

lemak. Untuk kegiatan yang mencapai 20 menit seperti pada continuous running,

maka karbohidrat menjadi bahan yang paling dominan untuk resintesis ATP,

sedangkan yang bersumber dari lemak, memiliki peranan yang relative kecil.

Walaupun kadarnya tinggi tetapi tidak maksimal, asam laktat akan muncul dalam

darah. Apabila kegiatan latihan mulai melewati 1 jam, cadangan glikogen

menunjukkan penurunan konsentrasi yang sangat nyata dan lemak menjadi sangat

penting sebagai sumber resintesisi ATP. Pertukaran penggunaan karbohidrat dan

lemak akan berbeda antara satu atlet terhadap atlet lainnya, hal ini berkaitan

dengan status atlet dalam latihan, proporsi serabut otot cepat dan lambat serta

cadangan awal glikogennya.

A

Gambar 16. A, Pada saat latihan yang berdurasi lama dengan beban submaksimal. Sumber utama ATP diperoleh umumnya dari system aerobic:

lemak

karbohidrat

+ O2

ATP Asam laktat+

ATP CO2+ + H2O

anaerobik

Dalam jenis kegiatan ini, sumber utama ATP akan disuplai melalui sistem

aerobik. Sistem asam laktat maupun sistem phosphagen juga turut memberikan

Gambar 16. C, begitu sampai pada taraf steady-state, sejumlah kecil asam laktat menunjukkan kenaikan selama kekurangan oksigen dn tetap konstan sampai lomba berakhir

Gambar 16 B, Glikolisis anaerobic serta system phosphagen juga memberikan kontribusi ATP, tetapi hanya pada tahap awal latihan submaksimal (kekurangan oksigen) sebelum konsumsi oksigen mencapai tahap yang konstan (steady-state).

0 60Waktu yang digunakan untuk latihan (menit)

C

= Kekurangan oksigen

= Oksigen yang dikonsumsi

= Kebutuhan oksigen+

= Konsumsi oksigen sewaktu latihan

= Konsumsi oksigen istirahat

O2 p

er m

enit B

0 60Waktu yang digunakan untuk latihan (menit)

andilnya, tetapi hanya pada fase-fase awal kegiatan, sebelum konsumsi oksigen

mencapai tingkat steady-state; pada saat ini kekurangan oksigen akan terjadi.

Begitu konsumsi oksigen mencapai tingkat steady-state yang baru (sekitar 2

sampai 3 menit), maka semua kebutuhan ATP sudah dapat dipenuhi seluruhnya.

Akumulasi asam laktat darah tidak mencapai kadar yang tinggi pada saat latihan

yang berdurasi tidak lebih dari 1 jam.

Glikolisis Anaerobik akan berhenti apabila kondisi steady-state sudah

tercapai, dan akumulasi asam laktat hanya dalam jumlah yang kecil dan relative

konstan sampai berakhirnya kegiatan tersebut. Contoh paling baik adalah saat lari

marathon. Disini atlet akan berlari sejauh 42.2 km dengan waktu berkisar 2.5 jam,

tetapi di akhir lomba ternyata asam laktat hanya meningkat tidak lebih dari 2

sampai 3 kali lipat dibandingkan saat istirahat. Kelelahan yang dirasakan pelari di

akhir lomba disebabkan oleh factor-faktor lain dibandingkan dengan tingginya

kadar asam laktat. Beberapa factor penting yang mengakibatkan timbulnya rasa

lelah adalah: (1) rendahnya glukosa darah sebagai akibat terkurasnya cadangan

glikogen pada hati; (2) kelelahanm pada otot yang disebabkan karena terkurasnya

cadangan glikogen otot; (3) kehilangan cairan (dehidrasi) dan elektrolit yang

menyebabkan peningkatan pada suhu tubuh; dan (4) kebosanan serta terpaan yang

diderita oleh tubuh selama kegiatan berlangsung.

Dalam kegiatan yang berdurasi lama dengan intensitas yang sangat rendah

seperti jalan, bermain golf maupun tugas-tugas industrial, asam laktat tidak

berakumulasi di atas kadar istirahat. Hal ini disebabkan karena sistem phosphagen

sendiri sudah cukup untuk mensuplai tambahan ATP sebelum mencapai tahap

steady-state konsumsi oksigen. Walaupun penyebabnya masih belum terungkap,

dalam kasus ini kelelahan dapat ditangguhkan sampai 6 jam atau lebih.

Akan sangat bermanfaat, apabila pelatih memahami bagimana peranan

ketiga sistem energi dalam kegiatan latihan yang sangat lama. Sebagai contoh,

salah satu aspek yang sangat penting pada lomba jarak menengah dan jarak jauh

adalah mengatur tempo berlari (pacing). Apabila si atlet start terlalu cepat pada

marathon atau sprint final terlalu dini, maka akan terjadi akumulasi asam laktat

yang tinggi dan cadangan glikogen otot akan terkuras lebih awal. Seperti yang

sudah dijelaskan sebelumnya, apabila intensitas kegiatan meningkat, maka akan

meningkat pula kebutuhan energi dari sistem anaerobik. konsekuensinya adalah

kekalahan karena kelelahan muncul lebih awal. Secara fisiologis, perlu disarankan

bahwa pelari seharusnya dapat berlari dengan mempertahankan pace

kecepatannya sepanjang jarak lomba pada umumnya dan kemudian melakukan

finis dengan seluruh kemampuannya. Dengan kata lain, kemunculan kelelahan

yang disebabkan oleh akumulasi asam laktat dan terkurasnya cadangan glikogen

otot harus dapat ditangguhkan sampai menjelang akhir lomba.

Di samping gambaran umum di atas, ada kasus khusus yang perlu

difahami yaitu pada lari jarak menengah. Pada nomor ini strategi dri satu pelari ke

pelari lainnya sangat bervariasi. Sebagai salah satu contoh adalah sebagian pelari

selalu melakukan “muncul dari belakang” dan melakukan sprint akhir pada jarak

300 yard. Setiap pelari elit menemukan strategi yang disesuaikan dengan

kapasitas fisiologisnya. Pelari sprint biasanya memiliki persentase serabut otot

cepat yang lebih tinggi (fast glycolytic) dan “front runner” mungkin memiliki

persentase serabut lambat yang lebih banyak (slow oxidative).

Kapasitas anaerobik menjadi factor yang sangat penting dalam latihan

pada jarak-jarak pendek dengan intensitas yang tinggi, maka maximal aerobik

power merupakan factor yang menentukan untuk kegiatan yang berdurasi lama.

Mengapa demikian, karena mayoritas energi yang diperlukan dari jenis kegiatan

ini datang dari sistem aerobik. Maximal Aerobik Power (VO2max) diartikan sebagai

kecepatan maksimal dalam mengkonsumsi oksigen atau Konsumsi Oksigen

Maksimal. Makin tinggi konsumsi oksigen maksimal yang dimiliki atlet, makin

bertambah kesempatan untuk berhasil dalam nomor-nomor ketahanan, asalkan

semua factor yang dapat memberikan kontribusi untuk jadi juaranya “tersedia”.

Interaksi Sumber Energi aerobik dan Anaerobik selama kegiatan berlangsung

Gambar 17. Semakin baik maximal aerobic power si atlet, akan lebih berhasil dia dalam mengikuti nomor-nomor daya tahan, asalkan semua factor yang berkontribusi terhadap performa juara “tersedia”

170 --

160 --

150 --

140 --

130 --

120 --

110 --

100 --

////

!80

!70

!60

!50

.....

... . .

Wak

tu te

rbai

k un

tuk

lom

ba 3

0 km

(men

it)

Maximal Aerobic Power(ml/kg-min)

Sebelum telah dibahas sistem energi yang diperlukan untuk kegiatan yang

berdurasi sangat singkat dan yang berdurasi sangat lama. Sekarang bagaimana

untuk kegiatan yang berlangsung dinatar keduanya? Apakah bersifat anaerobik

atau aerobik atau membutuhkan keduanya?. Sebagai pada lari 1500 meter. Dalam

kegiatan ini sistem energi anaerobik mengambil porsi yang paling banyak dalam

mensuplai ATP saat sprint awal maupun finish. sedangkan aerobik akan

mendominasi sistem saat berada dipertengahan lomba. Pada lari ini paling tidak

setengah kebutuhan ATP, setengahnya dimabil dari aerobik dan setengahnya lagi

anaerobik.

Gambar berikut menunjukan distribusi sistem energi untuk setiap kegiatan

yang berbeda yang disebut dengan energi continuum. Dengan kata lain, semua

nomor seperti 100 meter sprint hamper 100% bersumber dari anaerobik

sedangkan di sebelah kanan seperti marathon jelas bersifat aerobik. Diantara

kedua kutub sistem energi disebut sebagai grey zone (daerah abu-abu), artinya

berbagai jenis sistem yang diperlukan akan berperan saling bergantian yaitu

antara anaerobik dan aerobik.

Kegiatan ini merupakan kegiatan yang paling menyulitkan atlet, karena

semua sistm diperlukan dalam kegiatan tersebut. Jadi memang merupakan yang

paling sulit dalam mempersiapkan atlet, karena mereka harus menghabiskan

banyak waktu dalam latihan pengembangan sistem anaerobik dan aerobik.SUMBER ENERGI UTAMA

Sistem OksigenATP-PC dan Sistem Asam LaktatATP-PC

Asam LaktatSistem Oksigen

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

% Aerobik

% Anaerobik

Nomor(meter)

WaktuMenit:detik

100 200 400 800 1500 3200 30 5000 10.000 42.2

0:10 0:20 0:45 1:45 3:45 9:00 30 14:00 29:00 135:00

Konsep kontinum energi ini dapat diterapkan untuk semua kegiatan tidak hanya

pada cabang olahraga atletik saja.

Kesimpulan

Pada bab ini yang paling penting untuk dipertimbangkan adalah energi.

Matahari merupakan sumber energi yang tidak pernah habis dan merupakan

sumber energi utama bagi bumi, melalui radiasi solar, karbohidrat dlam tanaman

dapat dbentuk. Manusia dan binatang makan tanaman dan juga bintang lainnya

sebagai makanan. Dlam tubuh manusia, energi makanan digunakan untuk

membentuk Adenosine Triphosphate atau ATP merupakan senyawa kimia yang

apabila dipecahkan akan mensuplai energi untuk kontraksi otot dan peristiwa

biologis lainnya.

Produksi ATP dapat terjadi melalui metabolism (reaksi kimia) serobik

(tanpa oksigen) dan aerobik (dengan oksigen). Ada dua sistem serobik; (1)

Gambar Rata-rata persentase kontribusi sumber eneergi aerobic dan anaerobic pada beberapa nomor lomba. Daerah yang tidak berwarna menunjukkan apakah itu termasuk metabolism anaerobic (kiri) atau aerobic (kanan). Daerah berwarna menunjukkan nomor lomba dimana system anaerobic dan aerobic sama-sama penting

phosphagen atau Sistem ATP-PC; dan (2) Glikolisis Anaerobik atau Sistem Asam

Laktat.

Phosphagen (ATP-PC, merupakan senyawa kimia yang mirip dengan

ATP) disimpan di dalam mekanisme kontraktil otot dan merupakan sumber energi

yang paling cepat untuk digunakan otot. Sistem energi ini merupakan sistem

yang paling utama digunakan untuk memproduksi ATP sewaktu latihan yang

berdurasi singkat dengan intensitas yang sangat tinggi. Sistem energi serobik

melepaskan energi untuk resintesis ATP melalui pemecahan karbohidrat

(glikogen dan glukosa) yang tidak sempurna menjadi asam laktat. Apabila Asam

laktat terus meningkat dalam darah dan otot maka peningkatan tersebut dapat

menyebabkan otot menjadi lelah. Glikolisis Anaerobik juga menjadi penyuplai

ATP utama untuk resintesis ATP pada kegiatan yang berdurasi singkat dan

berintensitas sangat tinggi seperti sprint 400 meter dan 800 meter. Kegiatan yang

benar-benar mengandalkan sistem phosphagen dan glikolisis serobik disebut

dengan kegiatan aerobik. Sistem energi aerobik, melepaskan energi untuk

meresintesis ATP dengan cara memecahkan (umumnya) dari karbohidrat dan

lemak dan kadang-kadang juga dari protein, menjadi karbondioksida dan air.

Walaupun sejauh ini sistem oksigen mampu menghasilkan ATP paling

banyak, namun memerlukan serangkaian reaksi kimia yang rumit. Dengan

karbohidrat akan dipecah melalui reaksi pertama kimia disebut dengan glikolisis

Aerobik, glikogen akan dipecah menjadi asam piruvat, asam piruvat masuk ke

dalam siklus krebs yang selanjutnya akan dihasilkan karbondioksida dan elektron

dalam bentuk atom hidrogen (elektron) yang terbawa oksigen yang kita hirup,

kemudian air dibentuk dan ATP disintesis. Apabila lemak digunakan sebagai

bahan energi, reaksi kimianya sama terkecuali pada rangkaian pertama yaitu

reaksi yang terjadi pada Oksidasi Beta. Sistem Oksigen pada umumnya

digunakan pada kegiatan berintensitas rendah, menggunakan waktu yang lama

seperti pada lari maraton. Jenis kegiatannya disebut dengan kegiatan Aerobik.

Selain itu banyak kegiatan fisik yang melibatkan kedua sistem

metabolisme, sebagai contoh pada lari 1500 meter. Disini sistem Anaerobik

merupakan pensuplai utama ATP khususnya saat lari sprint terutama pada start

dan finish, sedangkan Sistem Oksigen mengambil porsi lebih besar pada saat

dipertengahan lari atau steady-state. Pemahaman terhadap sistem energi ini sangat

berguna dalam merencanakan program latihan.