pengaruh beban latihan-renang tunggal dan berulang

PENGARUH BEBAN LATIHAN-RENANG TUNGGAL DAN BERULANG YANG BERLEBIHAN TERHADAP AKTIVITAS SPESIFIK ENZIM

LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH) JARINGAN JANTUNG TIKUS (Rattus norvegicus) JANTAN GALUR WISTAR

NASKAH PUBLIKASI SKRIPSI

OLEH

MUHAMMAD FATHUR ARIEF KURNIAWAN

NIM. I1011141039

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER

PONTIANAK

2018



NASKAH PUBLIKASI SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana

Kedokteran

(S. Ked) pada Prgram Studi Pendidikan Dokter Fakultas Kedokteran

Universitas Tanjungpura Pontianak

OLEH


NIM. I1011141039

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER

PONTIANAK

2018

LEMBAR PENGESAHAN

NASKAH PUBLIKASI

PENGARUH BEBAN LATIHAN-RENANG TUNGGAL DAN BERULANG

YANG BERLEBIHAN TERHADAP AKTIVITAS SPESIFIK ENZIM

LAKTAT DEHIDROGENASE (LDH ) JARINGAN JANTUNG

TIKUS (Rattus norvegicus) JANTAN GALUR WISTAR

Tanggung Jawab Yuridis Material Pada


I1011141039

Disetujui Oleh

Pembimbing Utama

dr. Willy Handoko, M.Biomed

NIP. 198401242009121005

Pembimbing Kedua

dr. Andriani, M.Biomed

NIP. 198204172008122003

Mengetahui,

Kepala Program Studi Pendidikan Dokter

Universitas Tanjungpura

dr. Wiwik Windarti, Sp. A

NIP. 198210162008012006



Muhammad Fathur Arief Kurniawan1, Willy Handoko 2, Andriani3

ABSTRAK Latar Belakang: Latihan fisik merupakan pergerakan tubuh yang terencana, terstruktur dan dilakukan berulang-ulang, bertujuan untuk meningkatkan atau mempertahankan kebugaran fisik. Latihan fisik dengan intesitas yang berlebihan mengakibatkan semakin tinggi tingkat metabolisme tubuh sehingga metabolisme makin bergeser dari metabolisme aerobik menjadi metabolisme anaerobik. Aktivitas enzim laktat dehidrogenase (LDH) memiliki peran selama latihan untuk menghasilkan energi melalui metabolisme anaerob. Pada otot jantung terdapat enzim LDH yang digunakan selama latihan ketika terjadi penurunan suplai oksigen. Tujuan: Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh beban latihan-renang tunggal dan berulang yang berlebihan aktivitas spesifik enzim LDH pada jaringan jantung tikus (Rattus norvegicus) jantan galur wistar. Metodologi: Penelitian ini merupakan eksperimental murni secara dengan rancangan acak lengkap posttest only control group design. Dua puluh tujuh tikus galur wistar dibagi menjadi tiga kelompok: kelompok kontrol, kelompok beban latihan-renang tunggal (satu hari) dan kelompok beban latihan-renang berulang ( tujuh hari) dengan masing-masing grup renang diberi latihan renang 45 menit per hari. Pada akhir perlakuan, organ jantung diambil untuk dilakukan perhitungan aktivitas spesifik enzim LDH menggunakan kit Randox. Rerata hasil perhitungan aktivitas spesifik enzim LDH kemudian dianalisis dengan one-way ANOVA. Hasil: Analisis menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang bermakna rerata aktivitas spesifik enzim LDH jaringan jantung antara kelompok perlakuan (p>0,05). Kesimpulan: Beban latihan-renang tunggal dan berulang yang berlebihan tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna terhadap aktivitas spesifik enzim LDH jaringan jantung.

Kata Kunci: Beban latihan-renang tunggal dan berulang, jaringan jantung, laktat dehidrogenase, tikus jantan galur wistar

1) Program Studi Pendidikan Dokter, Fakultas Kedokteran, Universitas

Tanjungpura Pontianak, Kalimantan Barat. 2) Departemen Fisiologi, Program Studi Pendidikan Dokter, Fakultas

Kedokteran, Universitas Tanjungpura Pontianak, Kalimantan Barat 3) Dapertemen Biokimia, Program Studi Pendidikan Dokter, Fakultas

Kedokteran, Universitas Tanjungpura Pontianak, Kalimantan Barat.

EFFECT OF SINGLE AND REPEATED-EXCESSIVE SWIMMING EXERCISE ON THE SPESIFIC ACTIVITY OF LDH ENZYME

IN MALE RATS CARDIAC TISSUE

Muhammad Fathur Arief Kurniawan1, Willy Handoko2, Andriani3

ABSTRACT

Background: Physical exercise is a well-planned, structured and repetitive

body movement, aimed at improving or maintaining physical fitness.

Excessive physical exercise leads to higher body metabolic rate so that

cause metabolism to shifts from aerobic to anaerobic. Lactate

dehydrogenase (LDH)’s activity has role during exercise to produce energy

through anaerob metabolism. In the cardiac muscle has LDH enzyme was

used during exercise when oxygen supply is decrease. Objective: This

study aims to investigate the effect of excessive and repeated excessive

exercise load on the specific activity of LDH enzyme in mouse cardiac tissue

(Rattus norvegicus) male wistar strain. Methods: This was a true

experimental study with a complete randomized design of posttest only

control group design. Twenty-seven male wistar rats were divided into three

groups: the control group, the single excessive swimming group (one day)

and the repeated excessive swimming group (seven days) that each grup

swam with a duration of 45 minutes per day. At the end of the treatment, the

cardiac tissue was taken for calculation of the specific activity of the LDH

enzyme using the Randox kit. The mean calculations of LDH enzyme

specific activity data were then analyzed by one-way ANOVA. Results: The

analysis showed no significant difference in mean LDH enzyme specific

activity of cardiac tissue between treatment group (p>0,05). Conclusions:

Single and repeated-excessive swimming group did not show difference in

LDH specific activity of cardiac tissue.

Keywords: Single and repeated-excessive swimming exercise, lactate dehydrogenase (LDH), caridac tissue.

1) Medical School, Faculty of Medicine, University of Tanjungpura Pontianak, West Kalimantan.

2) Departement of Physiology, Faculty of Medicine, Tanjungpura University, Pontianak, West Borneo.

3) Departement of Biochemistry, Faculty of Medicine, Tanjungpura University, Pontianak, West Borneo.

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Latihan fisik merupakan pergerakan tubuh yang dilakukan oleh otot

dengan terencana dan berulang yang menyebabkan peningkatan

pemakaian energi dengan tujuan memperbaiki kebugaran fisik.1 Latihan

fisik memiliki beberapa manfaat diantaranya menurunkan berat badan,

meningkatkan fungsi kardiovaskular dan respirasi, menurunkan low-

density lipoprotein (LDL) dan meningkatkan high-density

lipoproteins (HDL), menurunkan tekanan darah, menurunkan kematian

karena diabetes melitus tipe 2 dan penyakit kantung kemih.2 Akan tetapi,

latihan fisik secara berlebihan dapat memberikan pengaruh negatif yaitu

menghambat atau mengganggu proses fisiologis di dalam tubuh.3

Penelitian yang telah dilakukan membuktikan <0.1% dari total

populasi dan 37% dari total atlet profesional dari berbagai cabang

olahraga dilaporkan pernah melakukan latihan secara berlebihan di

dalam karir atletik mereka minimal sekali.4,5 Penelitian lain juga

membuktikan pada perenang dewasa sebesar 35% pernah melakukan

latihan secara berlebihan setidaknya sekali dalam karir mereka.6

Melakukan latihan secara berlebihan atau intensitas tinggi sangat

membutuhkan energi. Pada awalnya latihan fisik yang biasa dilakukan

menggunakan metabolisme aerob. Akan tetapi ketika dilakukan secara

berkelanjutan dengan intensitas tinggi, sel-sel mengalami penurunan

persediaan oksigen sehingga ATP di dalam tubuh berkurang.7

Berkurangnya suplai oksigen dalam berbagai organ pada latihan

berat dapat mengakibatkan kematian.8 Dampak yang terjadi setelah

berkurangnya suplai oksigen secara berkelanjutan adalah tejadi infrak

miokard akut yang akhirnya dapat menyebabkan serangan jantung

mendadak.9 Penelitian mengenai kasus kematian atlet yang dilakukan

oleh National Collegiate Athletic Association (NCAA) didapatkan

perbandingan rasio atlet yang tidak dan mengalami serangan jantung

2

mendadak selama 10 tahun terakhir sekitar 1: 53.073. Kelompok risiko

tertingginya adalah laki-laki, atlet kulit hitam dan atlet basket.8

Pada saat kondisi tubuh terjadi penurunan suplai oksigen, maka

tubuh dalam memenuhi kebutuhan ATP dengan cara mengubah

metabolisme aerob menjadi metabolisme anaerob. Metabolisme ini

dikatalisis oleh enzim laktat dehidrogenase (LDH). 7

Enzim LDH adalah enzim tetramerik yang keempat subunitnya

terdapat dalam dua bentuk iso (isoform) yaitu H (pada jantung) dan M

(pada otot).10 LDH juga merupakan enzim intraselular yang terdistribusi

secara luas dalam jaringan terutama pada jatung, otot rangka, ginjal dan

hati. LDH dibutuhkan untuk mengkatalisasi perubahan dari asam piruvat

menjadi asam laktat.7 LDH akan dikeluarkan dari jaringan yang rusak

seperti nekrosis atau terjadinya perubahan permeabilitas sel, hal ini

sesuai dengan penelitian National Cancer Institute pada tahun 2007

bahwa peningkatan kadar LDH menggambarkan derajat kerusakan yang

terjadi pada jaringan.11

Pada organ jantung terdapat enzim laktat dehidrogenase (LDH)

yang digunakan untuk melakukan metabolisme anaerob. Kebanyakan

LDH di jantung berbentuk isoenzim I1 (tersusun dari 4 subunit H / HHHH).

Aktivitas I1 yang tinggi dapat digunakan untuk mendiagnosis penyakit

infrak miokard.10

Berdasarkan latar belakang di atas, bahwa peneliti ingin

mengetahui pengaruh beban latihan-renang intensitas berat yang

berlebihan terhadap metabolisme glukosa pada jaringan otot jantung.

Metabolisme ini dilihat dari aktivitas enzim laktat dehidrogenase (LDH)

jaringan otot jantung tikus (Rattus norvegicus) jantan galur wistar.

3

Rumusan Masalah

Bagaimana pengaruh beban latihan-renang tunggal dan berulang

yang berlebihan terhadap aktivitas spesifik enzim laktat dehidrogenase

(LDH) dalam jaringan otot jantung tikus (Rattus norvegicus) jantan galur

wistar?

Hipotesis

Terjadi peningkatan secara bermakna rerata aktivitas spesifik

enzim LDH jaringan otot jantung tikus (Rattus norvegicus) jantan galur

wistar antara kelompok yang diberi perlakuan beban latihan-renang

berulang yang berlebihan dibanding kelompok kontrol maupun kelompok

latihan-renang tunggal yang berlebihan.

METODE

Alat dan Bahan

Instrumen yang digunakan dalam penelitian yaitu kandang tikus,

spektofotometer, sentrifuge, timbangan analitik, timbangan hewan,

mikropipet, gelas ukur, tabung reaksi, handscoon, microtube1,5 mikroliter,

tissue homogenizer, kuvet disposable. Bahan-bahan penelitian yang

digunakan adalah jaringan jantung jantan galur wistar, makanan standar,

akuades, kit LDH Randox®.

Persiapan Hewan Uji

Sampel padapenelitian ini menggunakan tikus (Rattus norvegicus)

jantan galur wistar yang berumur 2-3 bulan, sampel yang digunakan

sejumlah 27 ekor. Sebelum diberi perlakuan, semua sampel tikus

diaklimatisasikan selama kurang lebih satu minggu agar dapat

beradaptasi dengan lingkungan percobaan. Pemberian makanan dan

minuman dilakukan secara teratur.

4

Perlakuan Pada Hewan Coba

Perlakuan diberikan setelah dilakukan aklimatisasi selama 7 hari.

Pengelompokan subjek perlakuan terdiri dari 3 kelompok secara acak.

Kelompok Kontrol (K) yaitu 9 tikus jantan galur wistar yang diberi diet

standar ad libitum selama 7 hari. Kelompok Perlakuan 1 (P1) yaitu 9 tikus

jantan galur wistar yang diberi diet standar ad libitum dan latihan renang

berlebihan sebanyak satu kali pada hari ke-7. Kelompok Perlakuan 2 (P2)

yaitu 9 tikus jantan galur wistar yang diberi diet standar ad libitum dan

latihan renang berlebihan sebanyak tujuh kali dengan interval 24 jam

selama 7 hari. Pemberian beban latihan-renang telah dilakukan oleh

peneliti sebelumnya yaitu Agung, Widi dan Tiara serta saya ikut

membantu mereka. Pemberian latihan-renang dilakukan berdasarkan

penelitian Hu Y et al 42 pada tahun 2000 dengan beberapa modifikasi.

Masing-masing tikus direnangkan di dalam wadah berbetuk tabung

dengan ukuran diameter 20 cm dan tinggi 50 cm. Latihan-renang

intensitas berat diberikan selama 45 menit.

Pengambilan Sampel Jaringan Jantung Tikus

Pengambilan jaringan dilakukan pada bagian jantung dengan cara

tikus dianastesi dengan menggunakan eter dalam wadah tertutup,

kemudian dibunuh dengan cara dislokasi leher. Setelah itu jaringan

jantung diambil dan dipisahkan yang kemudian dimasukkan segera dalam

pot yang sudah tersedia larutan PBS.

Pembuatan Homogenat Jaringan Jantung Tikus

Jaringan jantung dihomogenisasi menggunakan mikropestel tissue

lysersteril dalam larutan buffer PBS (phosphate buffer saline) 0,1M pH 7,4

steril sebanyak 500 μl. Setelah homogen ditambahkan lagi larutan PBS

sebanyak 500 μl dan dihomogenkan kembali. Kemudian sentrifuse

dengan kecepatan 5000 rpm selama 5 menit. Pisahkan supernatan dan

pellet, masukkan supernatant dalam tabung baru. Homogenat dapat

5

disimpan terlebih dahulu didalam lemari es suhu -20oC sebelum

pemeriksaan

Pengukuran Kadar Protein Total Menurut Metode Biuret

Adanya ikatan peptida pada protein akan bereaksi positif dengan

pereaksi Biuret yang akan membentuk warna lembayung dan dapat

diukur pada panjang gelombang 540 nm. Pemeriksaan kadar protein

dapat dibandingkan dengan protein Bovine Serum Albumin (BSA) dalam

berbagai tingkatan kadar. Pemeriksan kadar protein total dengan metode

Biuret ini dilakukan dengan cara menambahkan 2 ml pereaksi Biuret ke

dalam 25 μl sampel dan standar disertai blanko. Kemudian larutan

didiamkan selama 30 menit untuk kemudian serapan dibaca pada

panjang gelombang 540 nm. Penentuan kadar protein total homogenat

jaringan ditentukan berdasarkan persamaan regresi linier kurva standar

BSA. Kadar protein total dinyatakan dalam mg/mL.

Pengukuran Kadar Aktivitas Spesifik Enzim LDH Jaringan Jantung

Pengukuran aktivitas enzim LDH menggunakankit Randox®. Bahan

yang digunakan berasal dari supernatan homogenat jaringan jantung

dengan cara mencampurkan sampel 0,1ml dengan reagen sebanyak 3 ml,

setelah 30 detik baca absorbansi pada panjang gelombang 340 nm dan

ulangi pada menit ke 1, 2, dan 3. Kemudian diselisihkan antar menit ke 1

dan 0, menit ke 2 dan ke 1 serta menit ke 3 dan ke 2. Bandingkan dan

pilih hasil dari data kelompok yang paling homogen dan dihitung dengan

rumus

Kemudian dilakukan perhitungan aktivitas spesifik enzim LDH

dengan rumus berikut :

U/I = 4921 x ∆ A 340

nm/min

Aktivitas spesifik enzim LDH = U/mg

protein

6

Analisis Data

Data yang diperoleh akan dianalisa menggunakan uji statistik.

Analisis data dilakukan dengan menggunakan Statistical Product and

Service Solution (SPSS) 22 for windows. Uji statistik yang akan digunakan

yaitu diawali dengan uji normalitas dengan uji Shapiro-Wilk dan

homogenitas dengan uji statistik Homogeneity of Variance Test. Dilakukan

uji rata-rata perbandingan data tiap kelompok menggunakan uji statistik

one-way ANOVA. Jika hasil yang didapatkan p=< 0,5 dapat dilanjutkan

dengan uji statistik Post Hoc LSD, untuk menguji signifikansi dari

perbedaan rata-rata data antar kelompok perlakuan.

7

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Pengukuran Berat Organ jantung ditimbang dengan timbangan

digital, didapatkan rerata berat jantung tikus jantan galur wistar pada

kelompok kontrol, perlakuan 1 dan 2 ditampilkan pada gambar 4.1

dibawah ini. (data tabel terlampir)

Gambar 4.1 Rerata Berat Jantung Hewan Uji pada Setiap Kelompok.

Keterangan : K = Kontrol, P1 = Perlakuan 1 (tunggal), P2 = Perlakuan 2,

*p<0.05 (Post-Hoc LSD test)

Pengukuran kadar protein total diukur dengan memasukan kadar

serapan supernatan jaringan jantung ke dalam rumus yang telah

didapatkan dari kurva standar berdasarkan nilai serapan BSA. Dari data

serapan BSA didapatkan persamaan garis dan kurva standar yaitu y =

0,0068x + 0,2166 dan R² = 0,9639 dengan bentuk linier. (Gambar 4.2)

Kontrol P1 P2

0,5899 0,5979 0,7267

0

0,2

0,4

0,6

0,8

Rer

ata

Ber

at

Org

an

Jan

tun

g (

gra

m)

Kelompok

*p<0,05

0,5899 ± 0,06

0,5979 ± 0,04

0,7267 ±0,03

8

Gambar 4.2 Kurva Standar BSA

Kurva standar dibuat untuk menghasilkan persamaan untuk

perhitungan protein total pada jaringan jantung tikus. Berdasarkan kurva

standar tersebut, maka dapat digunakan dilakukan perhitungan kadar

protein total jaringan jantung pada setiap kelompok perlakuan seperti

terlihat pada gambar 4.3. (data tabel terlampir)

Gambar 4.3 Rerata Kadar Protein Total Jaringan Jantung.

Keterangan : K = Kontrol, P1 = Perlakuan 1 (tunggal), P2 = Perlakuan 2

(berulang). *p<0.05 (Post-Hoc LSD)

Kontrol P1 P2

1,255 2,718 1,208

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Rer

ata

Kad

ar

Pro

tein

Tota

l

Jari

ngan

Jan

tun

g (

mg/m

l)

Kelompok

*

*

y = 0,006x + 0,216R² = 0,963

0,2

0,21

0,22

0,23

0,24

0,25

0,26

0,27

0 1 2 3 4 5 6

Ser

ap

an

(A

)

Konsentrasi BSA (mg/ml)

*p<0,05

1,255 ±0,79 2,718±1,33 1,208±0,42

9

Pengukuran aktivitas spesifik enzim LDH pada organ jantung

dilakukan dengan menggunakan kit LDH Randox. Pertama dilakukan

pembacaan serapan pada spektofotometri kemudian dimasukan kedalam

rumus berikut:

Dari data tersebut didapatkan kadar LDH per mililiter supernatan

jaringan dan akan dibagi dengan kadar protein yang telah didapatkan dari

supernatan jaringan untuk mendapatkan aktivitas spesifik enzim LDH per

miligram jaringan dengan rumus :

Dari data hasil perhitungan tersebut didapatkan hasil aktivitas

spesifik enzim LDH jaringan jantung pada setiap milligram protein.

(Gambar 4.4) (data tabel terlampir)

Gambar 4.4 Rerata Aktivitas Spesifik Enzim LDH Jantung.

Keterangan : K = Kontrol, P1= Perlakuan 1 (tunggal), P2 = Perlakuan 2

(berulang). P>0.05 (one-way ANOVA)

U/I = 4921 x ∆ A 340 nm/min

Aktivitas Spesifik LDH [U/l] =

U/mg protein

Aktivitas LDH Kadar protein total

12,935±16,38

13,112±15,49

15,843±16,75

10

4.1 Pembahasan

Latihan fisik merupakan pergerakan tubuh yang dilakukan oleh otot

dengan terencana dan berulang yang menyebabkan peningkatan

pemakaian energi dengan tujuan memperbaiki kebugaran fisik.1 Latihan

fisik memiliki beberapa manfaat diantaranya menurunkan berat badan,

meningkatkan fungsi kardiovaskular dan respirasi, menurunkan low-

density lipoprotein (LDL) dan meningkatkan high-density

lipoproteins (HDL), menurunkan tekanan darah, menurunkan kematian

karena diabetes melitus tipe 2 dan penyakit kantung kemih.2 Akan tetapi,

latihan fisik secara berlebihan dapat memberikan pengaruh negatif yaitu

menghambat atau mengganggu proses fisiologis di dalam tubuh.3

Melakukan latihan secara berlebihan atau intensitas tinggi sangat

membutuhkan energi. Pada awalnya latihan fisik yang biasa dilakukan

menggunakan metabolisme aerob. Akan tetapi ketika dilakukan secara

berkelanjutan dengan intensitas tinggi, sel-sel mengalami penurunan

persediaan oksigen sehingga ATP di dalam tubuh berkurang. Oleh

karena itu, tubuh dalam memenuhi kebutuhan ATP dengan cara

mengubah metabolisme aerob menjadi metabolism anaerob.

Metabolisme ini dikatalisis oleh enzim laktat dehidregenase (LDH).

Jantung mempunyai lebih banyak enzim laktat dehidrogenase

dibandingkan dengan jaringan otot, hal ini memungkinkan jantung

mempunyai kemampuan yang lebih baik dalam menggunakan asam

laktat sebagai bahan baku energi.7

Penelitian yang dilakukan kali ini bertujuan untuk mengetahui

pengaruh beban latihan-renang-tunggal dan berulang yang berlebihan

terhadap aktivitas spesifik enzim LDH jaringan jantung tikus. Penelitian

ini dilaksanakan selama 7 hari. Sampel pada penelitian ini menggunakan

tikus (Rattus norvegicus) jantan galur wistar dengan usia 2-3 bulan,

sampel yang digunakan sejumlah 27 ekor yang terbagi menjadi 3

kelompok perlakuan sesuai dengan rumus Federer yaitu 9 ekor tikus

masuk kelompok perlakuan kontrol, 9 ekor tikus masuk kelompok beban

11

latihan-renang tunggal berlebihan dan 9 ekor tikus masuk kelompok

beban latihan-renang berulang berlebihan. Kelompok tunggal berlebihan

akan diberikan beban latihan-renang intensitas berat sebanyak satu kali

pada hari ke-7 selama 45 menit, kelompok berulang berlebihan akan

diberikan beban latihan-renang sebanyak tujuh kali dengan interval 24

jam selama 7 hari, sedangkan kelompok kontrol tidak diberikan

perlakuan latihan-renang.

Jantung berfungsi dalam memompa darah ke seluruh tubuh. Ketika

melakukan latihan fisik, jantung akan berdetak cepat dan meningkatkan

isi sekuncup, sehingga curah jantung akan ikut meningkat.12 Jika

dilakukan berkelanjutan jantung akan beradaptasi salah satunya adalah

penebalan pada dinding ventrikel kiri jantung, yang mana akan terlihat

berupa hipertrofi jantung.13 Pada penelitian ini, dilakukan pengukuran

berat organ jantung. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat

perebedaan bermakna yaitu terjadinya peningkatan berat organ jantung

pada kelompok beban latihan-renang berulang berlebihan dibanding

kelompok kontrol maupun kelompok beban latihan-renang tunggal

berlebihan (gambar 4.1). Hal ini sesuai dengan penelitian Xiao et al yang

melaporkan bahwa terjadi peningkatan berat organ jantung tikus secara

signifikan pada saat latihan-renang selama 7 hari, 14 hari dan 21 hari

dibanding kontrol. Hipertrofi fisiologis jantung akibat latihan-renang ini

mengakibatkan sel-sel progenitor teraktivasi (C-kit dan Sca-1) yang

mana sel-sel tersebut berfungsi sebagai regenerasi dan perbaikan dari

sel jantung.14

Penelitian lain yang dilakukan oleh Waring et al melaporkan bahwa

terdapat peningkatan berat organ jantung antara kelompok latihan

treadmill dengan intesnitas tinggi (VO2max 85-90%) dibanding kelompok

latihan treadmill dengan intensitas rendah (VO2max 55-60%) maupun

kontrol secara signifikan. Peningkatan ini terjadi karena penambahan

beban VO2max yang lebih tinggi sehingga jantung mengalami adaptasi,

salah satu adapatasinya berupa hipertrofi jantung. Peningkatan berat ini

12

dapat dilihat dengan ekokardiografi, terdapat penebalan pada bagian

septum interventrikel dan ventrikel kiri jantung.15

Sumber energi utama untuk jantung dalam keadaan aerob adalah

asam lemak dan glukosa darah. Sedangkan dalam keadaan anaerob

sumber energinya adalah hanya glukosa darah. Protein dibutuhkan pada

jantung bukan sebagai sumber energi utama, akan tetapi protein bisa

digunakan sebagai sumber energi cadangan setelah sumber energi

utama tidak mecukupi untuk melakukan metabolisme. Protein juga

dibutuhkan ketika terjadi eksitasi kontraksi jantung terutama dalam

pergerakan aktin dan miosin otot jantung. Dikarenakan sama seperti otot

rangka, aktin dan miosin pada jantung merupakan protein utama otot

jantung. Jantung juga membutuhkan ekspresi protein untuk membantu

kerja jantung ketika melakukan latihan fisik.10

Rerata kadar protein total jaringan jantung pada penelitian ini

didapatkan dengan menggunakan metode biuret. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa secara statistik terdapat perbedaan bermakna yaitu

terdapat peningkatan kelompok beban latihan-renang tunggal berlebihan

dibanding kelompok kontrol maupun kelompok beban latihan-renang

berulang berlebihan. (gambar 4.3). Hal ini memiliki hubungan dengan

ekspresi protein ketika jantung mengalami kontraksi.16

Penelitian ini sesuai dengan penelitian Ryan P et al yang

menyatakan bahwa terjadi peningkatan ekspresi dari heat shock protein

72 (HSP 72) jantung secara signifikan pada perlakuan latihan akut

treadmill selama 1 hari dan 3 hari pada suhu ruangan dibanding kontrol.

Hal ini terjadi karena kenaikan suhu tubuh yang berhubungan dengan

latihan. Peningkatan ini bekerja bersama mekanisme lain untuk

meningkatan kardioprotektif akibat latihan dari cedera reperfusi

iskemik.16

Pada penelitian Farenia R et al menunjukkan bahwa terdapat

peningkatan ekspresi gen mioglobin jantung secara signifikan pada tikus

yang diberikan perlakuan latihan fisik aerobik dibanding kontrol maupun

13

latihan fisik anaerobik. Hasil ini diperjelas dengan metode reverse

transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) yang hasilnya

menunjukkan bahwa pada tikus yang diberi perlakuan aerobik tampak

derajat ekspresi gen mioglobin lebih kuat dibandingkan dengan kontrol

dan tikus yang diberi perlakuan anaerobik.17

Pada keadaan latihan yang mengalami kelelahan menunjukkan

hasil yang berbeda. Pada penelitian Swartman et al menunjukkan bahwa

terdapat penurunan asam amino jaringan jantung, protein mitokondria

dan ekstra mitokondria jantung tikus secara signifikan pada perlakuan

renang akut yang mengalami kelelahan dibanding kontrol. Hal ini

mencerminkan punurunan sintesis protein ketika mengalami kelelahan

akibat latihan.18

Ketika sel jantung terakstivasi untuk melakukan kontraksi, kalsium

akan masuk ke sel jantung melalui tubulus T dan mengikat troponin pada

filamen tipis jantung. Hal ini mengakibatkan tropomiosin yang mengikat

aktin bergeser menjauhi aktin untuk melakukan jembatan silang dengan

miosin. Ketika tropomiosin berpindah, protein miosin akan segera

mengikat protein aktin yang disebut sebagai jembatan silang dan

terjadilah kontraksi jantung. Kontraksi ini akan lebih cepat ketika

melakukan latihan fisik fase akut dibanding saat tidak melakukan latihan,

sehingga jantung akan berdetak lebih cepat dari biasanya.12,19

Pada penelitian ini juga terjadi penurunan protein total secara

signifikan pada kelompok beban latihan-renang berulang berlebihan

dibanding kelompok beban latihan-renang tunggal berlebihan (gambar

4.3). Namun, tidak terjadi perbedaan bermakna antara kadar protein total

kelompok beban latihan-renang berulang berlebihan dibanding kontrol.

Pada kelompok beban latihan-renang berulang berlebihan dilakukan

beban latihan-renang yang lebih berat dibandingkan dengan kelompok

lainnya. Hal ini terjadi karena protein digunakan sebagai sumber energi

cadangan ketika mengalami latihan fisik yang lama.20

14

Ketika melakukan latihan fisik, otot-otot tubuh, sistem jantung, dan

sirkulasi darah diaktifkan. Pada awal latihan fisik sumber energi utama

jantung yang digunakan yaitu asam lemak dan glukosa darah. Apabila

latihan terus dilanjutkan maka sumber energi dari jantung berkurang.

Semakin ditingkatkan porsi latihan maka akan meningkatkan pemakaian

glukosa yang berasal dari cadangan glikogen dalam hepar. Bila latihan

dilanjutkan lagi maka sumber energi yang digunakan relatif berasal dari

protein untuk menghasilkan ATP melalui proses deaminasi atau

transaminasi, sehingga protein jantung berkurang.10,20

Pada penelitian lainnya yaitu Martineau et al menyatakan bahwa

terdapat peningkatan secara signifikan protein glucose transporter 1

(GLUT-1) jantung pada latihan treadmill fase akut dibanding kontrol dan

tidak terdapat perbedaan bermakna protein GLUT-1 jantung pada latihan

treamill fase kronik dibanding kontrol. Hal ini terjadi karena pada latihan

fase akut pengambilan glukosa jantung meningkat dan selama latihan

fase kronik protein GLUT-1 menghasilkan adaptasi kronik.21

Pada penelitian lainnya yaitu Qian et al menunjukkan bahwa terjadi

penurunan ekpresi protein Bcl-2 secara signifikan pada saat tikus

mengalami kelelahan akibat latihan-renang secara berlebihan dibanding

kontrol. Ekspresi protein tersebut menyebabkan reaksi pada

kecenderungan apoptosis sel miokard dan menghambat faktor apoptosis

pada keseimbangan metabolisme fisiologis yang mengalami

kerusakan.22

Pada latihan fisik hingga kelelahan banyak penelitian melaporkan

bahwa terjadi infark miokard yang selanjutnya menyebabkan serangan

jantung mendadak dan menyebabkan kematian.22 Latihan dengan

intensitas tinggi dan latihan dalam waktu yang lama (prolonged exrcise)

juga akan mengakibatkan peningkatan enzim LDH dalam mengkonversi

piruvat menjadi laktat.23

Kontraksi otot jantung membutuhkan ATP untuk metabolisme

aerobik. Sedangkan untuk keperluan energi, semuanya bergantung pada

15

kadar asam lemak darah, glukosa dan asam laktat. Jantung mempunyai

lebih banyak enzim laktat dehidrogenase dibandingkan dengan jaringan

otot, hal ini memungkinkan jantung mempunyai kemampuan yang lebih

baik dalam menggunakan asam laktat sebagai bahan baku energi.7,10,24

Pada organ jantung terdapat enzim laktat dehidrogenase (LDH)

yang digunakan untuk melakukan metabolisme anaerob. Kebanyakan

LDH di jantung berbentuk isoenzim I1 dan I2 (LDH-1 dan LDH-2). Aktivitas

LDH-1 dan LDH-2 yang tinggi dapat digunakan untuk mendiagnosis

penyakit infrak miokard.10 Beberapa penelitian juga menjelaskan peran

isoenzim LDH yang berhubungan dengan infrak miokard.

Pada penelitian Qian et al menjelaskan bahwa peningkatan serum

LDH akibat kelelahan selama fase latihan dapat digunakan sebagai

deteksi infrak miokard akut yang berhubungan dengan kematian jantung

mendadak.22 Pada penelitian lain Kotlyar et al menjelaskan bahwa pada

keadaan hipoksia LDH jantung akan meningkat, kemudian terjadi

keruskan jaringan jantung akibat stress oksidatif dan menyebabkan

iskemik yang selanjutnya dapat menyebabkan infark miokard.25

Pada penelitian ini, hasil yang didapatkan adalah tidak terdapat

perbedaan antar kelompok aktivitas spesifik enzim LDH jantung. Hal

tersebut dapat dikarenakan pada penelitan ini perlakuan berupa latihan-

renang yang diberikan, memungkinkan jantung belum menggunakan

laktat sebagai sumber energi melainkan jantung masih menggunakan

asam lemak dan glukosa. Dalam keadaan oksigen yang mencukupi

glukosa akan direduksi menjadi piruvat, bukan laktat. Laktat merupakan

produk terakhir dari reduksi LDH dalam metabolime anaerob.10

Penumpukan asam laktat ini sangat erat kaitannya dengan kelelahan.

Hal ini menunjukan bahwa perlakuan latihan–renang yang diberikan

belum mampu memberikan dampak kelelahan bagi tikus.

Hasil penelitian ini sesuai dengan penelitian Ismail FM (2013) yang

menjelaskan bahwa tidak terdapat perbedaan bermakna aktivitas spesifik

LDH jantung tikus yang diberi perlakuan hipoksia dalam suatu ruangan

16

yang dikondisikan sebagai ruangan hipoksia selama 1, 3, 7 dan 14 hari

dibanding kontrol, namun cenderung menurunan berdasarkan lamanya

pemberian hipoksia. Hal ini terjadi karena selama tikus mengalami

hipoksia, alanin aminotransferase (ALT) lebih digunakan dibanding LDH

untuk diubah menjadi alanin sebagai prekursor glukoneogenesis. ALT

dan LDH berperan dalam penggunaan substrat yang sama, yaitu piruvat.

Sehingga pada jantung piruvat cenderung diubah menjadi alanin

daripada laktat. Oleh karena itu, glikolisis dapat berjalan meskipun

aktivasi LDH rendah.26,27

Tidak terdapatnya perbedaan bermakna pada LDH tikus didukung

oleh penelitian Hartono B (2017) pada penelitian yang sama, yaitu tidak

terjadinya perbedaan bemakna LDH jaringan otot rangka pada latihan-

renang yang diberi perlakuan renang selama 1 hari, 7 hari maupun tidak

diberi perlakuan renang. Hal ini dikarenakan kurangnya intensitas latihan

yang diberikan dan terjadinya proses pemulihan pada tikus.28

Pada saat kelelahan akibat latihan fisik berat, aktivitas LDH jantung

akan meningkat akibat kekurangan oksigen untuk menghasilkan ATP di

jantung. Pada penelitian Qian et al menjelaskan bahwa serum LDH-2

meningkat secara signifikan ketika terjadi kelelahan pada tikus yang

diberikan perlakuan renang hingga tikusnya tenggelam karena kelelahan.

Peningkatan serum LDH-2 dapat menyebabkan infark miokard yang

nantinya akan dapat menyebabkan kematian mendadak jantung. 22

Aktivitas LDH jantung selain bisa mengalami peningkatan, juga bisa

mengalami penurunan yang dilihat dari produknya yaitu kadar laktat

setelah melakukan latihan fisik. Pada penelitian Flora R, menjelaskan

bahwa terdapat penurunan kadar laktat jaringan jantung tikus secara

signifikan yang diberikan latihan fisik anaerobik treadmill selama 1, 3, 7

dan 10 hari tanpa istirahat dibanding kelompok kontrol. Hal ini

bertentangan dengan penelitian yang dilakukan oleh Kemppainen et al

menyebutkan bahwa pada aktivitas fisik intensitas tinggi, terjadi

penurunan ambilan glukosa pada saat kadar laktat meningkat hampir 10

17

kali. Peningkatan kadar laktat ini memberikan sumber energi lain bagi

otot jantung, sehingga kebutuhan terhadap glukosa menurun. Jantung

mempunyai lebih banyak LDH dibandingkan dengan jaringan otot, yang

memungkinkan jantung mempunyai kemampuan yang lebih baik dalam

menggunakan asam laktat sebagai bahan baku energi. Hal ini

merupakan salah satu mekanisme perlindungan jantung selama jantung

menghadapi peningkatan beban kerja atau dalam keadaan stress

iskemia.29,30

Melewati fase pemulihan pada latihan juga memberikan pengaruh

pada peningkatan LDH. Penelitian yang dilakukan Purnomo M

menjelaskan bahwa terdapat fase pemulihan yaitu masa pengembalian

kondisi tubuh pada keadaan sebelum latihan, terutama pemulihan sistem

kardiovaskular dan sistem metabolisme energi. Pada penelitian tersebut

menjelaskan terdapat pemulihan asam laktat darah yaitu berkisar 60

menit setelah latihan, sedangkan puncak akumulasi kadar asam laktat

darah terjadi pada 5 menit setelah latihan.31

Pada penelitian Goodwin et al menjelaskan bahwa atlet yang

diberikan latihan lari maskimal selama 30 – 120 detik, kemudian

dilakukan pemeriksaan pada kadar laktat darah setelah latihan 3-8 menit

menunjukan peningkatan. Peningkatan kadar laktat ini mengindikasikan

terjadinya iskemia dan hipoksia. Pada umumnya dibutuhkan waktu 25

menit untuk menyingkirkan setengah dari tumpukan asam laktat setelah

latihan maksimal. Ini berarti untuk menghilangkan 95% dari tumpukan

asam laktat diperlukan waktu kurang lebih 60 menit setelah latihan

maksimal.32

Pada penelitian ini dapat dikatakan bahwa tikus telah melewati

waktu pemulihan ketika akan di euthanasia, karena persiapan

euthanasia yang dilakukan peneliti membutuhkan waktu lebih dari 60

menit. Selain itu, pengambilan jaringan jantung dilakukan setelah

pengambilan darah melalui orbita yang membutuhkan waktu lebih dari 5

menit yang merupakan waktu puncak akumulasi asam laktat setelah

18

latihan. Sehingga tidak terlihat peningkatan yang bermakna pada

pemeriksaan aktivitas spesifik enzim LDH pada jaringan jantung tikus.

Berdasarkan uraian diatas dapat terlihat bahwa pada penelitian ini

tikus yang diberi perlakuan beban latihan-renang tunggal dan berulang

yang berlebihan selama 45 menit menunjukan perbedaan yang tidak

bermakna terhadap aktivitas spesifik enzim LDH jantung. Hal tersebut

terjadi karena pada jaringan jantung belum menggunakan laktat sebagai

sumber energi pada saat perlakuan diberikan. Jantung masih

menggunakan asam lemak dan glukosa sebagai sumber energi. Intesitas

durasi latihan yang diberikan juga belum memberikan dampak kelelahan

sehingga dibutuhkan durasi yang lebih lama lagi. Kemudian tikus yang

diberi perlakuan telah melewati waktu pemulihan saat akan di

euthanasia.

KESIMPULAN

Kesimpulan hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pada tikus

kelompok kontrol, kelompok beban latihan-renang tunggal yang

berlebihan dan kelompok beban latihan-renang berulang yang berlebihan

tidak menunjukkan perbedaan bermakna terhadap aktivitas spesifik enzim

LDH jaringan jantung.

Ucapan Terima Kasih

Ucapan terima kasih kepada Allah SWT dan kedua orang tua serta

kepada para pembimbing dan para penguji. Terima kasih pula kepada

seluruh pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan penelitian ini.

19

DAFTAR PUSTAKA

1. Halliwell B, Whiteman M. Measuring reactive species and oxidative

damage in vivo and in cell culture: how should you do it and what do

the results mean? Br J Pharmacol. 2004 May;142(2):231–55.

2. American College of Sports Medicine, Thompson WR, Gordon NF,

Pescatello LS, editors. ACSM’s guidelines for exercise testing and

prescription. 8th ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 2010.

380 p.

3. Chevion S, Moran DS, Heled Y, Shani Y, Regev G, Abbou B, et al.

Plasma antioxidant status and cell injury after severe physical

exercise. Proc Natl Acad Sci. 2003 Apr 29;100(9):5119–23.

4. Shephard RJ. Chronic fatigue syndrome: an update. Sports Med Auckl

NZ. 2001;31(3):167–94.

5. Kenttä G, Hassmén P, Raglin JS. Training practices and overtraining

syndrome in swedish age-group athletes. Int J Sports Med. 2001

Aug;22(6):460–5.

6. Raglin J, Sawamura S, Alexiou S, Hassmén P, Kenttä G. Training

practices and staleness in 13–18-year-old swimmers: a cross-cultural

study. Pediatr Exerc Sci. 2000 Feb;12(1):61–70.

7. Lieberman M, Marks AD, Peet A. Marks’ basic medical biochemistry: a

clinical approach. Fourth edition. Philadelphia: Wolters Kluwer

Health/Lippincott Williams & Wilkins; 2013.

8. Harmon KG, Asif IM, Maleszewski JJ, Owens DS, Prutkin JM, Salerno

JC, et al. Incidence, cause, and comparative frequency of sudden

cardiac death in national collegiate athletic association athletes clinical

perspective: a decade in review. Circulation. 2015 Jul 7;132(1):10–9.

9. Bunch TJ, Hohnloser SH, Gersh BJ. Mechanisms of sudden cardiac

death in myocardial infarction survivors: insights from the randomized

trials of implantable cardioverter-defibrillators. Circulation. 2007 Apr

23;115(18):2451–7.

10. Rodwell VW, Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Weil PA. Harper’s

illustrated biochemistry. Thirtieth edition. New York Chicago San

Francisco Athens London Madrid Mexico City Milan New Delhi

20

Singapore Sydney Toronto: McGraw-Hill Education; 2015. (A Lange

medical book).

11. National Cancer Institute. What you need to know about non hodgkin

lymphoma. U.S. Department Of Health And Human Services; 2007.

12. Sherwood L. Human physiology: from cells to systems. 9th edition.

Boston, MA, USA: Cengage Learning; 2016.

13. Rich B, Havens B. The athletic heart syndrome. USA: Curr Sports Med

Rep; 2004.

14. Xiao J, Xu T, Li J, Lv D, Chen P, Zhou Q, et al. Exercise-induced

physiological hypertrophy initiates activation of cardiac progenitor

cells. Int J Clin Exp Pathol. 2014;7(2):663–9.

15. Waring CD, Vicinanza C, Papalamprou A, Smith AJ, Purushothaman

S, Goldspink DF, et al. The adult heart responds to increased

workload with physiologic hypertrophy, cardiac stem cell activation,

and new myocyte formation. Eur Heart J. 2014 Oct 14;35(39):2722–

31.

16. Ryan P. Taylor, M. Brennan Harris, Joseph W. Starnes. Acute

exercise can improve cardioprotection without increasing heat shock

protein content. Am J Physiol-Heart Circ Physiol. 1999;276(3).

17. Farenia R, Purba A, Ieva Baniasih Akbar, Nurhalim Shahib. Ekspresi

gen mioglobin dan serum kreatinfosfokinase pada aktivitas fisik

aerobik dan anaerobik sebagai indikator hipoksia dan kerusakan

jaringan otot tikus wistar. Universitas Padjajaran; 2010.

18. Cook EA, Taylor PB, Swartman JR. Effect of acute exercise on amino

acid incorporation into the rat myocardium. Eur J Appl Physiol. 1981

Oct;47(2):105–11.

19. Wisløff U, Ellingsen Ø, Kemi OJ. High-intensity interval training to

maximize cardiac benefits of exercise training? Exerc Sport Sci Rev.

2009 Jul;37(3):139–46.

20. Nurkadri. Kesinambungan energi dan aktifitas olahraga. J Pengabdi

Kpd Masy. 2014;20(75):78–83.

21

21. Martineau LC, Chadan SG, Parkhouse WS. Resistance of the aged

myocardium to exercise-induced chronic changes in glucose transport

related protein content. Mech Ageing Dev. 1999 Oct;110(1–2):109–18.

22. Qian Y, Yang R-J, Yin J. Exercise related sudden death: the changes

of expression of bax, bcl-2 protain in myocardial tissue and brain

motor cortex. In Atlantis Press; 2017 [cited 2017 Nov 28]. Available

from:http://www.atlantis-press.com/php/paper-details.php?id=

25879967

23. Rahman M, Yang DK, Kim G-B, Lee S-J, Kim S-J. Nigella sativa seed

extract attenuates the fatigue induced by exhaustive swimming in rats.

Biomed Rep. 2017 Apr;6(4):468–74.

24. Wittenberg JB. Myoglobin function reassessed. J Exp Biol. 2003 Jun

15;206(12):2011–20.

25. Kotlyar AB, Randazzo A, Honbo N, Jin Z-Q, Karliner JS, Cecchini G.

Cardioprotective activity of a novel and potent competitive inhibitor of

lactate dehydrogenase. Febs Lett. 2010 Jan 4;584(1):159–65.

26. Isma’il FM. Aktivitas enzim laktat dehidrogenase pada jaringan jantung

tikus yang diinduksi hipoksia sistemik. Fakultas Kedokteran

Universitas Indonesia; 2013.

27. Nursanti HR, Ani Retno Prijanti, Mohamad Sadikin. Aktivitas enzim

alanin aminotransferase pada jaringan jantung tikus yang diinduksi

hipoksia sistemik. Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia; 2013.

28. Hartono B. Pengaruh beban latihan-renang tunggal dan berulang yang

berlebihan terhadap aktivitas spesifik enzim ldh jaringan otot rangka

tikus (rattus norvegicus) jantan galur wistar.[Skripsi]. [Pontianak]:

Tanjungpura; 2017.

29. Flora R. Pengaruh latihan fisik anaerobik terhadap kadar laktat plasma

dan kadar laktat jaringan otot jantung tikus wistar. Biomed J Indones;

2015.

30. Kemppainen J, Fujimoto T, Kalliokoski KK, Viljanen T, Nuutila P,

Knuuti J. Myocardial and skeletal muscle glucose uptake during

exercise in humans. J Physiol. 2002 Jul;542(2):403–12.

22

31. Purnomo M. Jurnal media ilmu keolahragaan indonesia: asam laktat

dan aktivitas sod eritrosit pada fase pemulihan setelah latihan

submaksimal. Universitas Negeri Semarang. 2011;1:156–170.

32. Goodwin ML, Harris JE, Hernández A, Gladden LB. Blood lactate

measurements and analysis during exercise: a guide for clinicians. J

Diabetes Sci Technol. 2007 Jul;1(4):558–69.

23

Lampiran 1. Kaji Etik Penelitian

pengaruh beban latihan-renang tunggal dan berulang

Documents

Transcript of pengaruh beban latihan-renang tunggal dan berulang