bahan ajar fisiologi olahraga sport physiologyrepository.unp.ac.id/24425/1/buku full ok.pdf ·...

87
BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana, S.Pd., M.Kes Jurusan Kepelatihan Fakultas Ilmu Keolahragaan Universitas Negeri Padang 2018

Upload: others

Post on 21-Mar-2021

40 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA

SPORT PHYSIOLOGY

Heru Syarli Lesmana, S.Pd., M.Kes

Jurusan Kepelatihan

Fakultas Ilmu Keolahragaan

Universitas Negeri Padang

2018

Page 2: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

8AH&NEdARf'TSIOLO@n OTAHRA@A

gPOtsTPHYSIOLO@Y

Wnisf

' rnlgh

t

l,n,-' Colf

lr-

h,

l[itpts* f urlru r-rEeinr PADAN cTiE[ , ',-.,T€RDAffAR

Heru Syrrli Lmmm:J

Fakultas

Page 3: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

i

PRAKATA

Puji syukur marilah kita panjatkan kehadirat Allah SWT. yang telah

melimpahkan rahmat, hidayah dan inayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan

buku ajar yang berjudul FISIOLOGI OLAHRAGA. Penulisan buku ajar ini bertujuan

untuk melengkapi bahan kuliah dalam mata kuliah Fisiologi Olahraga sehingga dapat

membantu mahasiswa dalam mempelajari fisiologi olahraga.

Buku ajar ini menjelasakan proses-proses fisiologis yang terjadi pada

manusia dan bagaimana pengaruh olahraga terhadap proses fisiologis tersebut Hal

ini sesuai dengan pengetian fisiologi olahraga yang merupakan bagian atau cabang

ilmu dari fisiologi yang secara khusus mempelajari tentang fungsi/cara kerja organ

tubuh dan perubahan yang dapat terjadi baik secara sementera maupun secara

menetap karena sebuah aktivitas fisik (gerak) atau latihan fisik. Sehingga buku ini

berbubungan dengan organ yang terlibat dalam pergerakan seperti tulang, otot

rangka, sistem respirasi, dan fisiologi jantung. Sebelum lebih jauh membahas materi-

materti tersebut dalam dibuku ini akan dibahas homeostasis dan sistem energi

sebagai dasar dari ilmu fisiologi.

Terselesaikannya penulisan buku ini juga tidak terlepas dari bantuan beberapa

pihak. Karena itu, penulis menyampaikan terima kasih. Penulis juga berterimakasih

kepada Dekan Fakultas Ilmu Keolahragaan Universitas Negeri Padang atas segala

bantuan yang telh diberikan. Tak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada semua

pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu yang telah membantu dalam

penulisan buku ini.

Penulis menyadari juga bahwa buku ini masih mempunyai kelemahan sebagai

kekurangannya. Karena itu, penulis berharap agar pembaca berkenan menyampaikan

kritikan. Kritik merupakan perhatian agar dapat menuju kesempurnaan. Akhir kata,

penulis berharap agar buku ini dapat membawa manfaat kepada pembaca khususnya

bagi mahasiswa.

Padang, Juli 2018

Penulis

Page 4: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

ii

DAFTAR ISI

halaman

PRAKATA ............................................................................................................. i

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. v

DAFTAR TABEL ................................................................................................. vi

BAB I FISIOLOGI DAN OLAHRAGA ............................................................ 1

1.1 Mengenal Fisiologi dan Olahraga ..................................................................... 1

A. Fisiologi ....................................................................................................... 1

B. Olahraga ....................................................................................................... 3

1.2 Olahraga mempengaruhi Fisiologis Manusia .................................................... 4

Rangkuman .............................................................................................................. 5

Latihan ...................................................................................................................... 5

BAB II HOMEOSTASIS ...................................................................................... 7

2.1 Konsep Homeostasis .......................................................................................... 7

2.2 Sistem Kontrol Homeostasis .............................................................................. 9

Rangkuman ............................................................................................................. 11

Latihan ...................................................................................................................... 11

BAB III SISTEM ENERGI LATIHAN ................................................................ 13

3.1 Pengertian dan Jenis Energi ................................................................................ 13

3.2 Pembetukan Energi Dalam Tubuh ...................................................................... 13

3.2.1 Energi Anaerobik ...................................................................................... 14

3.2.2 Energi Aerobik .......................................................................................... 17

3.3 Predominant Sistem Energi dalam olahraga ...................................................... 19

Rangkuman .............................................................................................................. 21

Latihan ...................................................................................................................... 22

BAB IV FISIOLOGI TULANG .......................................................................... 23

4.1 Bentuk-bentuk Tulang ....................................................................................... 23

Page 5: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

iii

4.2 Struktur Tulang Secara Makroskopik ............................................................... 24

4.3 Bagian-bagian Tulang ....................................................................................... 25

4.4 Fungsi Tulang ................................................................................................... 26

4.5 Komponen Pembentuk Tulang .......................................................................... 27

4.6 Sel-sel Tulang...................................................................................................... 27

4.7 Pertumbuhan dan Perkembangan Tulang ........................................................... 29

4.8 Remodeling Tulang ........................................................................................... 31

Rangkuman .............................................................................................................. 32

Latihan ...................................................................................................................... 32

BAB V FISIOLOGI OTOT RANGKA ............................................................... 34

5.1 Jenis-jenis Otot ................................................................................................... 34

5.2 Otot Rangka ....................................................................................................... 35

5.3 Struktur Otot Rangka ......................................................................................... 36

5.4 Proses Kontraksi dan Relaksasi Otot ................................................................. 37

5.5 Jenis Kontraksi Otot ........................................................................................... 38

5.6 Tipe Serabut Otot ............................................................................................... 40

5.7 Adaptasi Otot Rangka Pada Latihan ................................................................. 42

5.7 Kelelahan Otot ................................................................................................... 44

5.8 Kelainan Otot .................................................................................................... 45

Rangkuman .............................................................................................................. 45

Latihan ...................................................................................................................... 46

BAB VI SISTEM RESPIRASI .............................................................................. 47

6.1 Jenis Respirasi .................................................................................................... 47

6.2 Organ dan Saluran Pernafasan ......................................................................... 49

6.3 Otot-otot Pernafasan ........................................................................................... 52

6.4 Mekanisme Respirasi ......................................................................................... 53

6.5 Pertukaran Gas ................................................................................................... 54

6.6 Transport Gas .................................................................................................... 55

6.7 Ruang Rugi ....................................................................................................... 56

6.8 Konsep Penggunaan Oksigen dalam Olahraga .................................................. 57

Rangkuman .............................................................................................................. 58

Page 6: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

iv

Latihan ...................................................................................................................... 59

BAB VI SISTEM CARDIOVASKULER ............................................................ 60

7.1 Anatomi Jantung ................................................................................................ 60

1. Ruang Jantung .............................................................................................. 61

2. Katub Jantung .............................................................................................. 61

7.2 Fungsi Jantung ................................................................................................... 63

7.3 Struktur Lapisan Jantung .................................................................................... 65

7.4 Siklus Jantung .................................................................................................... 66

7.5 Denyut Jantung, Isi Sekuncup, Curah Jantung .................................................. 69

7.6 Pembuluh Darah ................................................................................................. 70

1. Arteri ........................................................................................................... 71

2. Vena ........................................................................................................... 72

3. Kapiler ....................................................................................................... 73

7.7 Darah .................................................................................................................. 74

Rangkuman ............................................................................................................. 76

Latihan ..................................................................................................................... 77

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 78

Page 7: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

v

DAFTAR GAMBAR

halaman

Gambar 2.1 Bagan pentingnya homeostasis bagi tubuh ........................................... 8

Gambar 2.2 Mekanisme homeostatis ....................................................................... 10

Gambar 3.1 Mekanisme siklus cori .......................................................................... 16

Gambar 3.2 Mekanisme sistem aerobik ................................................................... 17

Gambar 3.3 Rata-rata penggunaan sistem energi otot ............................................. 19

Gambar 3.4 Perbedaan sistem energi ....................................................................... 20

Gambar 4.1 Bentuk-bentuk tulang ........................................................................... 24

Gambar 4.2.Struktur makroskopik tulang ................................................................ 25

Gambar 4.3 Bagian-bagian tulang panjang .............................................................. 25

Gambar 4.4 sel-sel tulang ......................................................................................... 29

Gambar 4.5 Grafik pertumbuhan tulang .................................................................. 31

Gambar 4.6 Perkembangan tulang ........................................................................... 32

Gambar 5.1 Perbedaan jenis-jenis otot ..................................................................... 35

Gambar 5.2 Struktur otot rangka .............................................................................. 36

Gambar 5.3 Struktur Actin dan Myosin .................................................................... 37

Gambar 5.4 Mekanisme kontraksi dan relaksasi otot rangka .................................. 38

Gambar 6.1 Respirasi eksternal dan respirasi internal ............................................. 48

Gambar 6.2 Saluran dan organ pernafasan .............................................................. 49

Gambar 6.3. Bronchiolus dan alveoli ....................................................................... 52

Gambar 6.4 Otot-otot pernapasan ........................................................................... 53

Gambar 6.5 Mekanisme respirasi ............................................................................. 54

Gambar 6.6 Grafik pemakaian oksigen selama latihan ........................................... 58

Gambar 7.1 Letak jantung ........................................................................................ 61

Gambar 7.2 Anatomi Jantung .................................................................................. 63

Gambar 7.3 Sirkulasi darah ...................................................................................... 64

Gambar 7.4 Lapisan jantung .................................................................................... 65

Gambar 7.5 Pembuluh darah ..................................................................................... 71

Gambar 7.6 Kontraksi otot polos arteri .................................................................... 71

Gambar 7.7 Katub vena ............................................................................................ 73

Gambar 7.8 Pembuluh darah kapiler ........................................................................ 69

Gambar 7.9 Bagian-bagian darah ............................................................................. 75

Page 8: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

vi

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel 5.1 Perbedaan tipe serabut otot ...................................................................... 41

Page 9: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 1

BAB I

FISIOLOGI DAN OLAHRAGA

Olahraga merupakan salah satu wadah untuk berprestasi dan mengharumkan

nama negara. Dengan prestasi olahraga suatu negara dapat menjadi sangat terkenal

dan dikagumi oleh seluruh umat manusia di dunia. Salah satu contoh adalah negara

Brazil. Tidak semua orang mengetahui tempat- tempat wisata yang ada di Brazil,

tetapi hampir seluruh bangsa di dunia mengatahui bahwa Brazil adalah negara

terkuat dalam sepak bola dan hal ini lah yang membuat negara ini dikenal hampir

oleh seluruh umat manusia di dunia.

Olahraga diera modern sekarang telah berkembang menjadi sebuah profesi

yang dapat menghasilkan penghasilan yang sangat besar, oleh karena itu prestasi

yang optimal sangat dituntut dalam olahraga. Agar dapat meraih prestasi yang

optimal sering dimanfaatkan peranan ilmu pengatahuan dan teknologi saat latihan

sebelum pertadingan ataupun saat pertadingan olahraga itu berlangsung. Fisiologi

merupakan salah satu bidang ilmu pengetahuan yang sering digunakan untuk

meningkatkan performa pemain atau atlet untuk mendapatkan prestasi yang optimal.

Fisiologi juga berkaitan erat dengan kesehatan, keadaan kesehatan kesehatan

seseorang dapat diketahui dengan mengamati fisiologis seseorang. Untuk mengetahui

olahraga yang sesuai untuk meningkatkan kondisi kesehatan seseorang biasanya

digunakan tes pengukuran olahraga yang dianalisis menggunakan ilmu fisiologi.

Telah banyak penelitian yang membuktikan olahraga memberikan pengaruh pada

setiap sistem fisiologi manusia, dalam buku ini akan dirangkum pengaruh-pengaruh

tersebut agar ilmu fisiologi bisa dimanfaatkan dengan baik dan benar dalam dunia

olahraga.

1.1 Mengenal Fisiologi dan Olahraga

A. Fisiologi

Menurut Sherwood (2011) fisiologi adalah ilmu yang mempelajari faal,

fungsi atau pekerjaan dari tiap jaringan tubuh atau bagian dari organ tubuh tersebut.

Mekanisme dan sifat khusus tubuh manusia dikendalikan secara involunter atau

Tujuan

Menjelaskan pengertian fisiologi, olahraga dan fisiologi olahraga serta

peranan fisiologi dalam dunia olahraga.

Page 10: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 2

secara tidak sadar, misalnya timbulnya rasa lapar yang membuat kita mencari

makanan, perasaan dingin yang membuat tubuh kita menggigil. Bagaimana sistem

pencernaan bisa mencerna dan mengabsorpsi makanan, sistem pernapasan bisa

mengambil oksigen dan mengeluarkan karbondioksida dalam tubuh kita, semua itu

merupakan tata kerja dari masing-masing organ yang menjalankan masing-masing

fungsinya dalam satu sistem fisiologis.

Isnaini mengungkapkan (2006) fisiologi (ilmu faal) adalah salah satu

dari cabang ilmu biologi yang mempelajari berlangsungnya sistem kehidupan. Istilah

"fisiologi" berasal dari bahasa Belanda, physiologie, yang dibentuk dari dua

kata Yunani kuno yaitu ,physis, berarti "asal-usul" atau "hakikat" dan logia yang

berarti "kajian". Secara spesifik fisiologi (ilmu faal) berfokus pada bagaimana tubuh

bekerja. Terdapat dua pendekatan untuk menjelaskan kejadian-kejadian yang

berlangsung di tubuh yaitu pendekatan teleologis dan pendekatan mekanistik.

Pendekantan teleologis menjelaskan fungsi-fungsi tubuh berdasarkan pemenuhan

suatu kebutuhan tubuh tanpa mempedulikan bagaimana hasil ini tercapai, jadi

pendekatan teleologis menekankan aspek ”mengapa” terhadap suatu kejadian

fisilogis. Pendekatan mekanistik memandang tubuh sebagai suatu mesin yang

mekanisme kerjanya dijelaskan berdasarkan rangkaian sebab akibat proses-proses

fisik dan kimiawi. Dapat disimpulkan fisiologi adalah ilmu yang mempelajari tentang

bagaimana masing-masing komponen dalam tubuh berkerja secara sistematis dan

terorganisasi sehingga tubuh dapat melakukan aktivitas secara normal.

Proses fisiologis dalam tubuh manusisa merupakan kumpulan beberapa

sistem yang saling berhubungan satu sama lain, proses fisiolgis ini berlanngsung

secara sistematis antara satu sistem dengan sistem lain atau satu organ dengan organ

lain. Apabila proses fisilogis dalam tubuh terganggu oleh suatu sebab maka dapat

diartikan sistem dalam tubuh kita yang seharusnya bekerja secara sistematis dan

terorganisir tidak bekerja dengan baik sehingga kemampuan tubuh untuk

melaksanakan aktivitas juga terganggu. Agar hal ini tidak terjadi pada tubuh maka

sebaiknya kita menjaga dan organ tubuh agar organ dan komponen fisiologius tubuh

kita tetap sehat agar dapat melaksanakan fungsinya dengan baik sehingga proses

fisiolologis tubuh kita tidak terganggu. Salah satu cara agar organ tetap sehat adalah

dengan cara berolahraga.

Page 11: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 3

B. Olahraga

Olahraga Secara Umum adalah sebuah aktivitas yang berguna untuk melatih

tubuh seseorang, tidak hanya secara jasmani tetapi juga secara rohani. Ada beberapa

ahli yang juga mengungkapkan tentang pengertian dari olahraga. Menurut

ensiklopedia Indonesia Olahraga merupakan gerakan badan yang dilakukan oleh

perorangan atau lebih yang atau dapat dikenal regu. Sedangkan dalam kamus

Webster’s New Collegiate Dictonary (1980) adalah ikut serta dalam aktivitas tubuh

untuk memperoleh kesenangan, dan aktivitas khusus seperti berburu atau dalam

olahraga pertandingan (athletic games di USA).

Olahraga menurut Fox (1993) merupakan aktivitas fisik yang berulang dan

bertujuan untuk memelihara, meningkatkan dan mengekspresikan kebugaran.

Aktivitas fisik yang dilakukan oleh seseorang dapat menyebabkan perubahan

anatomi, fisiologis, biokimia dan psikologis. Efisiensi dari aktivitas fisik tersebut

merupakan kombinasi volume (durasi, jarak, dan jumlah repetisi), intensitas (beban

dan kecepatan) dan frekuensi dari latihan (Bompa, 1994). Untuk mendapatkan

manfaat yang optimal dari olahraga yang kita lakukankan maka olahraga yang kita

lakukan harus terprogram dan terukur. Terprogram artinya olahraga tersebut

dilakukan secara teratur dan kontinyu serta terukur artinya sesuai dengan kebutuhan

dengan mempertimbangkan volume (durasi, jarak, dan jumlah repetisi), intensitas

(beban dan kecepatan) dan frekuensi dari olahraga.

Volume olahraga tidak hanya berkaitan dengan durasi olahraga tetapi juga

meliputi aspek jarak tempuh atau beban per unit waktu dan aspek jumlah repitisi

(pengulangan) dari olahraga. Sehingga volume adalah implikasi dari kuantitas total

performa aktivitas selama olahraga. Intensitas latihan menunjukan komponen

kualitatif performa kerja yang dilakukan selama latihan waktu tertentu. Semakin

banyak kerja yang dilakukan pada unit waktu tertentu, maka intensitas akan semakin

tinggi. Frekuensi latihan merupakan jumlah latihan dalam satu minggu. Frekuensi

latihan dapat dilakukan 1 sampai 5 kali perminggu tergantung tujuan yang ingin

dicapai. Fox (1993) mengatakan olahraga dengan intensitas rendah menyebabkan

perkembangan performa yang lambat namun menyediakan cukup waktu untuk

adaptasi dan performa yang konsisten. Olahraga dengan intenstitas tinggi

menyebabkan peningkatan performa dengan cepat namun adaptasi yang tidak stabil

dan konsisten performa yang rendah. Olahraga menjadi cukup berat jika target

Page 12: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 4

denyut nadi yang ingin dicapai antara 60-90% dari maskimal denyut nadi cadangan

(heart rate deserve) atau jika konsumsi maksimal oksigennya (VO2mak) antara 50-

85%. American Collage of Sport Medicine merekomendasikan latihan fisik untuk

kesehatan bagi remaja cukup dengan intensitas 50-85% dari VO2 mak, frekuensi 3-5

kali perminggu, dan durasi 15-60 menit.

1.2 Olahraga mempengaruhi Fisiologis Manusia

Berolahraga melakukan suatu kegiatan tubuh yang melibatkan organ-organ

tubuh (Jantung, paru, otot, syaraf, pembuluh darah, otot, kelenjar dst). Aktivitas

olahraga akan menimbulkan reaksi dari organ-organ tubuh berupa usaha-usaha

penyesuaian diri (adaptasi). Dalam melakukan kegiatan sehari-hari manusia

senantiasa bergerak. Gerak adalah ciri kehidupan, meningkatakan kualitas gerak

berarti meningkatkan kualitas hidup. Olahraga adalah serangkaian gerak yang teratur

dan terencana untuk memelihara gerak dan meningkatkan kemampuan gerak.

Dalam melakukan aktivitas jasmani tidak hanya tubuh yang bergerak namun

disamping itu untuk melakukan gerakan juga harus berphikir jadi aspek kognitif juga

bekerja sehingga akan berpengaruh pada aspek kognitif seseorang yang melakukan

aktivitas jasmani. Dengan melakukan aktivitas jasmani maka akan memicu

pertumbuhan dan perkembangan gerak tubuh dengan begitu aktivitas jasmani

berkontribusi langsung dalam peningkatan kebugaran seseorang. Olahraga

merupakan alat untuk meransang perkembangan struktur anatomis dan fungsi

fisiologi. Kegiatan olahraga yang dilakukan merupakan aktivtas gerak yang akan

merangsang peningkatan fungsi organ-organ dalam tubuh, dan bila dilakukan secara

terprogram dan terukur maka dalam jangka panjang organ tubuh akan menjadi

terbiasa melakukan kinerja berat sehingga tubuh beradaptasi sebagai akibat dari

kegitan olahraga yang dilakukan. Pada saat melakukan aktivitas biasa yang tidak

seberat olahraga makan organ-organ tubuh akan bekerja lebih baik (Giriwijoyo,

2012).

Ilmu yang mempelajari bagaimana perubahan fisiologis yang terjadi sebagai

akibat olahraga disebut fisiologi olahraga. kajian terori tentang fisiologi olahraga ini

membahas tentang fungsi – fungsi kerja organ tubuh dan keterlibatan organ tubuh

manusia dalam aktivitas gerak (Giriwijoyo, 2012). Dapat disimpulkan fisiologi

olahraga adalah bagian atau cabang ilmu dari fisiologi yang secara khusus

Page 13: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 5

mempelajari tentang fungsi/cara kerja organ tubuh dan perubahan yang dapat terjadi

baik secara sementara maupun secara menetap karena sebuah aktivitas fisik (gerak)

atau latihan fisik (olahraga).

Berdasarkan penjelasan diatas gerak merupakan dasar dari fisiologi olahraga,

maka kajian-kajian atau pembahasan dalam fisiologi olahraga akan berhubungan

dengan organ yang terlibat dalam pergerakan seperti tulang, otot rangka, sistem

respirasi, dan fisiologi jantung. Sebelum lebih jauh membahas materi-materti

tersebut dalam dibuku ini akan dibahas homeostasis dan sistem energi sebagai dasar

dari ilmu fisiologi.

Rangkuman

Fisiologi adalah ilmu yang mempelajari tentang bagaimana masing-masing

komponen dalam tubuh berkerja secara sistematis dan terorganisasi sehingga tubuh

dapat melakukan aktivitas sehari. Olahraga merupakan aktifitas fisik yang berulang

dan bertujuan untuk memelihara, meningkatkan dan mengekspresikan kebugaran.

Olahraga merupakan alat untuk meransang perkembangan struktur anatomis dan

fungsi fisiologi. Kegiatan olahraga yang dilakukan merupakan aktivtas berat yang

akan merangsang peningkatan fungsi organ-organ dalam tubuh, dan apabila

dilakukan seacara terprogram dan terukur maka dalam jangka panjang organ tubuh

akan menjadi terbiasa melakukan kinerja berat sehingga tubuh beradaptasi sebagai

akibat dari kegitan olahraga yang dilakukan. Bagaimana tubuh bisa beradaptasi dan

efek-efek yang terjadi akibat olahraga dipelajari pada bidang ilmu fisiologi olahraga.

Pengetahuan dasar tentang apa yang terjadi selama latihan fisik dan bagaiaman

perubahan itu terjadi sangat penting untuk dimiliki oleh pelatih, pembina, guru

olahraga, atlet dan mahasiswa olahraga.

Latihan

Jawablah pertanyaan dibawah ini!

1. Jelaskan pengertian fisiologi, olahraga, dan fisiologi olahraga!

2. Bagaimana olahraga bisa memberikan pengaruh pada fisiologis manusia?

3. Apa tujuan dari berolahraga?

4. Apa yang dimaksud volume, intensitas dan durasi pada olahraga?

Page 14: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 6

5. Bagaimanakah cara berolahraga yang baik agar mendapatkan manfaat yang baik

bagi fisiologis manusia?

6. Kenapa fisiologi olahraga perlu dipelajari praktisi olahraga?

Page 15: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 7

BAB II

HOMEOSTASIS

Setiap organ dalam tubuh kita bekerja sesuai dengan fungsinya masing-

masing. Organ-organ dalam tubuh bekerja membentuk sistem-sistem yang

melaksanakan fungsi-fungsi yang esensial bagi kelangsungan hidup tubuh manusia,

namun perlu diingat suatu organ tidak dapat bekerja tanpa bantuan dari sistem atau

organ lain. Otot misalnya bekerja membutuhkan nutrien yang didapatkan dari sistem

pencernaan dan oksigen dari lingkungan eksternal yang diperoleh melaluli sistem

respirasi. Agar setiap organ atau komponen dalam tubuh kita dapat bekerja dengan

baik tubuh kita dianugrahi satu kemampuan yang dinamakan homeostasis.

2.1 Konsep Homeostasis.

Sherwood (2011) menjelaskan organisme mempunyai 2 lingkungan, yaitu:

lingkungan luar (eksternal) yaitu lingkungan yang mengelilingi organisme secara

keseluruhan. Organisme akan hidup berkelompok dengan organisme-organisme

(biotik) dan objek-objek yang mati (abiotik) dan lingkungan dalam (interna) yaitu

lingkungan dinamis dalam badan manusia yang mempengaruhi kinerja organ-organ

yang ada di lingkungan internal. Lingkungan eksternal dan lingkungan internal selalu

mengalami interaksi dalam kehidupan kita hal ini dikarenakan organ-organ internal

tubuh memerlukan bahan atau zat yang diperoleh dari lingkungan ekseternal. Sebagai

contoh adalah oksigen yang kita peroleh dari lingkungan eksternal dengan

mekanisme respirasi.

Lingkungan eksternal merupakan lingkungan yang tidak konstan dan

cendererung berubah-ubah keadaanya, lingkungan internal yang berinteraksi juga

bisa mengalami resiko untuk berubah-ubah sesuai dengan keadaan lingkungan

eksternal. Organ-organ dan komponen dalam tubuh kita dapat hidup dan berfungsi

hanya jika lingkungan internal memungkinkan kelangsungan hidup mereka, karena

itu komposisi kimiawi dan keadaaan fisik lingkungan internal ini harus

dipertahankan dalam batas-batas yang ketat. Aspek –aspek lingkungan internal yang

penting untuk mempetahankan kehidupan antaralain suhu, pH, konstentrasi oksigen

Tujuan

Menjelaskan konsep homeostasis, pentingnya homeostasis dalam

fisiologis kehidupan serta memberikan beberapa contoh proses homeostasis.

Page 16: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 8

dan karbondioksida, konsentrasi zat sisa, garam, air dan elektrolit. Aspek-aspek

tersebut lah yang harus dijaga agar tetap dalam batas-batas yang memungkinkan

organ dapat tetap bekerja. Agar lingkungan internal dapat terjaga kondisinya maka

tubuh melakukan suatu peristiwa yang dinamakan homeostasis. Homeostasis berasal

dari kata homeo yang artinya sama dan stasis yang artinya berdiri atau diam.

Homeostasis adalah mekanisme pengaturan lingkungan internal tubuh agar tetap

stabil.

Lingkungan eksternal yang cenderung berubah-ubah menyebabkan suhu,

komposisi dan kareketeristik lainnya juga mengalami ancaman untuk berubah

sehingga beresiko menimbulkan kondisi internal yang tidak kondusif bagi organ-

organ internal untuk bekerja. Apabila kondisi seperti ini dibiarkan dalam waktu lama

maka akan menyebabkan organ tersebut mengalami kerusakan dari sel hingga

akhirnya kerusakan jaringan. Kematian satu organ akan menyebabkan terganggunya

kinerja organ lain sehingga mengganggu proses fisiologis tubuh, pada akhirnya

proses fisiologis yang tidak berjalan secara baik akan beresiko menyebabkan

kematian pada tubuh kita. Mekanisme homeostasis menyebabkan tubuh melakukan

tindakan-tindakan penyesuaian yang menyebabkan perubahan lingkungan internal

tubuh, sehingga kestabilan lingkungan internal dapat dikembalikan secepat mungkin

dan tubuh dapat melakukan proses fisiologis secara normal.

Gambar 2.1 Bagan pentingnya homeostasis bagi tubuh

Jika suatu faktor mulai menggerakan lingkungan internal menjadi tidak

normal, maka sistem-sistem tubuh akan memulai reaksi tandingan yang sesuai untuk

memperkecil perubahan tersebut sehingga masih dalama batas-batas yang masih bisa

Page 17: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 9

ditolerir lingkungan internal. Sebagai contoh perjalanan ke daerah yang bersuhu

dingin cenderung menurunkan suhu internal tubuh. Sebagai tanggapannya, pusat

control suhu di otak memulai tindakan kompensasi, misalnya menggigil untuk

meningkatkan suhu tubuh tubuh menjadi normal kembali. Ketika menggigil maka

gerakan-gerakan yang cepat menyebabkan otot menjadi aktif dan akan memproduksi

panas sehingga meningkatkan suhu internal tubuh.

2.2 Sistem Kontrol Homeostasis

Sistem kontrol homeostatis adalah suatu jalinan komponen-komponen tubuh

yang saling berhubungan secara fungsional dan bekerja untuk mempertahankan suatu

faktor dalam lingkungan internal agar relatif konstan. Sherwood (2011) menjelaskan

untuk mempertahankan homeostasis sistem kontrol harus mampu:

1. Mendeteksi penyimpangan dari nilai normal faktor internal yang perlu

dijaga dalam batas-batas yang sempit.

2. Menintegrasikan informasi ini dengan informasi lain yang relevan.

3. Melakukan penyesuaian yang tepat dalam aktivitas bagian-bagian tubuh

yang bertanggung jawab memulihkan faktor tersebut kenilai yang

diinginkan.

Homeostasis diatur di otak terutama pada bagian hipotalamus, yang apabila

terangsang akan merangsang koordinasi tubuh. Sebuah mekanisme homeostasis

bekerja beriringan dimulai dari reseptor yang bekerja mengenali perubahan yang

mulai tidak normal. Informasi yang didapat oleh reseptor ini akan disampaikan

menuju ke otak pada bagian hipotalamus yang akan mengolah informasi tersebut

dan mencari solusi yang dapat dilakukan oleh tubuh untuk menghadapi perubahan

itu. Setelah itu otak akan mengaktifkan efektor yang memulai tugas mengembalikan

keadaan internal ke keadaan semula. Jika berhasil selanjutnya efektor akan

dinonaktifkan kembali. Koordinasi tubuh yang mengontrol homeostatis dilakukan

oleh sistem saraf dan endokrin (hormon). Kontrol dari kedua sistem ini yang

memungkikan terjadinya regulasi terpadu beberapa organ-organ yang berperan

sebagai efektor untuk bekerja mengembalikan tubuh ke keadaan yang stabi. Sebagai

contoh untuk pada saat berolahraga tubuh memerlukan oksigen dan nutrient dengan

cepat untuk menghasilkan energi bagi otot untuk bergerak. Otot yang merupakan

reseptor dalam hal ini mengirimkan impuls saraf ke otak. Selanjuntnya sabagai solusi

Page 18: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 10

agar kadar oksigen dan nutrient dapat terpenuhi maka otak akan merangsang sistem

respirasi untuk dapat menghirup oksigen secara cepat, selain itu otak juga

merangsang kinerja jantung agar dapat memompa darah lebih cepat sehigga oksigen

dan nutrient dalam darah dapat dialirkan menuju otot-otot yang membutuhkannya.

Peristiwa ini yang menyebabkan jantung seseorang berdetak lebih cepat dan proses

penghirupan (inspirasi) udara juga menjadi lebih cepat ketika berolahraga.

Gambar 2.2 Mekanisme homeostatis

Untuk mengembalikan faktor fisiologis yang sedang diatur, sistem kontrol

homeostasis harus mampu medeteksi dan menahan perubahannya. Kata umpan balik

(feedback) merupakan istilah yang sering digunakan untuk merujuk pada respon

yang terjadi setelah terdeteksi perubahan. Mekanisme kontrol homeostasis terutama

bekerja berdasakan prinsip umpan balik negative. Sistem umpan balik dapat

didefinisikan sebagai perubahan suatu variable yang dilawan oleh tanggapan yang

cenderung mengembalikan perubahan tersebut dalam keadaan semula. Didalam

proses umpan balik, informasi indrawi tentang variabel suhu atau pH misalnya,

digunakan untuk mengendalikan proses dalam sel dan jaringan serta organ yang

berpengaruh terhadap level variabel tersebut. Mekanisme homeostasis yang utama

adalah diatur oleh hipotalamus. Isnaini (2006) menjelaskan sistem umpan balik ada

dua macam, yaitu sistem umpan balik positif dan sistem umpan balik negatif. Tetapi

system umpan balik yang befungsi dalam pengendalian kondisi homeostasis pada

tubuh adalah adalah system balik negative. Mengapa yang digunakan dalam proses

pengendalian kondisi homeostasis, hanya menggunakan umpan balik negatif, karena

sistem umpan balik negatif didefinisikan sebagai perubahan suatu variabel yang

Page 19: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 11

dilawan oleh tanggapan yang cenderung mengembalikan perubahan tersebut ke

keadaan semula. Juga perlu diketahui umpan balik negative dalam pengendalian

homeostasis sesungguhnya merupakan keseimbangan antara input dan output.

Dari sudut pendang ilmu fisiologi suatu pelatihan atau aktifitas olahraga

bertujuan untuk meningkatkan kemampuan fungsional sel, yang dengan sendirinya

berarti juga meningkatkan kemampuan fungsional individu (manusia) yang

bersangkutan. Pelatihan atau aktifitas olahraga harus bersifat fisiologis yaitu dari

sudut pandang sel tidak menyebabkan gangguan homeostatis yang melebihi batas-

batas fisiologis. Perubahan kondisi homeostasis harus sudah pulih dalam waktu tidak

lebih dari 24 jam. Pengetahuan dasar tentang apa yang terjadi selama latihan fisik

dan bagaiaman perubahan itu terjadi sangat penting untuk dimiliki oleh pelatih,

pembina, guru olahraga, atlet dan mahasiswa olahraga.

Di bab ini telah dijelaskan homeostatis merupakan suatu keadaan stabil

dinamik (mantap) konstituen-konstituen dalam lingkungan internal. Homeostatis

harus dipertahankan karena essensial bagi kehidupan dan fungsi normal organ-organ

dalam tubuh. Ketika satu atau lebih sistem tubuh gagal berfungsi dengan benar

sehingga lingkungan internal tidak dapat lagi dipertahankan optimal akan timbul

keadaan patofisiologi (penyimpangan fisiologi) yang berkaitan dengan penyakit.

Gangguan homeostatis yang parah akan menyebabkan kematian.

Rangkuman

Homeostasis merupakan proses tubuh berusaha mengembalikan keadaan

lingkungan internal kembali ke kondisi ideal karna adanya perubahn dari lingkungan

luar. Perubahan yang terjadi akibat pengaruh lingkungan luar akan menyebabkan

jaringan atau organ tidak dapat menjalankan fungsi fisiologinya sehingga berpootensi

menyebabkan kematian organ dan kematian fisiologis secara keseluruhan.

Latihan

Bentuk beberapa kelompok, masing-masing kelompok mencari satu contoh

mekanisme homeostasis yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Masing-masing

kelompok mencari perubahan lingkungan eksternal yang menggangu keadaan ideal

lingkungan internal lalu menjelaskan tindakan yang dilakukan tubuh untuk mengatasi

perubahan tersebut.

Page 20: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 12

Tes formatif

1. Jelaskan mekanisme homeostasis!

2. Jelaskan mengapa homeostasis penting dalam kehidupan fisiologis manusia!

3. Bagaimanakah proses tubuh bisa mengotrol homeostatis yang terjadi?

Page 21: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 13

BAB III

SISTEM ENERGI LATIHAN

3.1 Pengertian dan Jenis Energi

Menurut Nawawi (2008) energi adalah kemampuan atau kapasitas untuk

melakukan kerja. Kerja merupakan hasil perkalian antara tenaga (force) dan jarak

(distance). Fox (1993) menjelaskan semua energi yang digunakan dalam proses

biologis berasal dari matahari. Energi dari matahari tersebut di robah oleh tumbuh-

tumbuhan menjadi energi kimia terutama berbentuk karbohidrat, selulosa, protein

dan lemak. Energi dapat terbentuk dari bahan kimia, peristiwa mekanik, panas,

cahaya, listrik dan nuklir. Dari beberapa energi tersebut, dalam proses selanjutnya

bisa mengalai proses transformasi energi. Misalnya energi kimia dapat diubah

menjadi energi mekanik yang akan menghasilkan gerak, energi nuklir dapat

menyebabkan munculnya energi listrik dan lain sebagainya.

3.2 Pembentukan Energi dalam Tubuh

Untuk melakukan berbagai aktivitas tubuh memerlukan gerak, gerak

dihasilkan dari kontraksi dan relaksasi otot rangka, untuk bisa berkerja otot rangka

memerlukan energi (Wirasasmita, 2013). Energi diambil dari pemecahan bahan

kimia di dalam otot yaitu ATP (Adenosine Triphosphate). Bahan makanan yang

dimakan tidak secara langsung dapat untuk digunakan sabagai energi. Lebih

ditekankan lagi bahwa sebenarnya energi pada pemecahan bahan makanan tidak

dapat langsung digunakan, tetapi energi pada bahan makanan tersebut harus diubah

menjadi kimia yang berbentuk ATP. Di dalam tubuh, ATP dipecah menjadi ADP

(Adenosine Diphosphate) dan Pi (Phosphate Inorganik). Putusnya ikatan phosphate

berenergi tinggi tersebut menghasilkan energi sebesar 8-12 kcal (Wilmore, 1994).

Energi inilah yang akan digunakan untuk kerja semua sel dalam tubuh kita untuk

menjalankan tugasnya masing-masing. Oleh karena ATP ini terdapat di dalam semua

sel jaringan tubuh, sebab ATP yang tersedia pada satu sel tidak dapat dipakai untuk

sel lain, melainkan untuk sel itu sendiri.

Tujuan

Menjelaskan perbedaan metabolime energi secara aerobik dan anaerobik,

serta menidentifikasi predominant sistem energi dalam olahraga.

Page 22: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 14

Fox (1993) menjelaskan ATP dalam tubuh sangat terbatas jumlahnya,

apabila otot berkontraksi dengan cepat dan kuat maka ATP yang tersedia akan cepat

habis terpakai menjadi energi oleh karena itu ATP harus dibentuk kembali. ATP

dapat dibentuk lagi melalui mekanisme anaerobik dan mekanisme aerobik.

Perbedaan dari keduanya adalah penggunaan oksigen dalam proses pembentukannya,

mekanisme anaerobik tidak memerlukan oksigen dalam proses pembentukan ATP

sedangkan aerobik memerlukan bantuan oksigen.

3.2.1 Energi Anaerobik

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya energi anaerobik adalah proses

pembentukan kembali ATP untuk menghasilkan energi tanpa menggunakan

oksigen. Di dalam sel pembentukan enerrgi secara anaerobik terjadi di

sitoplasma. Proses pembentukan secara anaerobik hanya akan membentuk atau

menghasilkan sejumlah energi dan hanya cukup untuk membentuk beberapa

molekul ATP saja. ATP yang dibentuk tersebut hanya cukup unutk melakukan

aktivitas dalam beberapa detik saja, setelah itu kebutuhan ATP dibentuk dalam

proses aerobik. Secara an aerobik ATP dihasilkan dengan dua sistem yaitu:

sistem ATP – PC dan glikolisis an aerobik atau sistem asam laktat.

1. Sistem ATP-PC (Phospagen System)

Sistem ATP-PC disebut juga sebagai aerobic alactic, karena prosesnya

tanpa menghasilkan asam laktat. ATP dipecah menjadi ADP + Pi dan

menghasilkan energi, energi ini digunakan untuk melakukan aktivitas.

Selanjutnya untuk membentuk kembali ATP adalah dengan jalan

menggabungkan kembali ADP dan Pi, penggabunggan menggunakan bantuan PC

(Phospate Creatine). PC ini jumlahnya sangat sedikit, tetapi PC merupakan

cadangan energi tingkat tinggi yang tercepat untuk pembentukan ATP kembali.

Reaksi pemecahan ATP dan PC berlangsung sangat cepat, segera setelah ATP

digunakan, PC langsung dipecah dan menghasilkan energi untuk resistesa ATP

yang telah digunakan. Menurutu Fox (1993) ATP-PC yang terdapat di dalam

otot hanya cukup untuk penyajian energi selama 5-10 detik. Untuk dapat

melakukan aktivitas perlu adanya pembentukan ATP yang baru dengan cepat.

Sistem energi ATP-PC merupakan sistem penyedian energi yang paling

cepat dan banyak digunakan pada cabang olahraga yang memerlukan kecepatan.

Page 23: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 15

Menurut Wilmore (1994) cepatnya proses penyedian energi melalaui sistem ini

disebabkan oleh karena:

a. Tidak melalui proses reaksi kimia yang panjang.

b. Tidak membutukan oksigen.

c. ATP-PC tertimbun didalam sel sehingga sangat cepat dan mudah digunakan.

2. Sistem Glikolisis Anaerobik

Setelah melakukan latihan yang berat maka cadangan ATP-PC akan

berkurang, karena aktivitas tersebut maka berikutnya energi dapat diperoleh

melalui sistem glikolisis anaerobik. Glikolisis anaerobik adalah pemecahan

glukosa tanpa menggunakan oksigen. Glikolisis anaerobik tersebut disebut juga

sebagai sistem asam laktat, karena dari proses pemecahan glukosa tersebut akan

menghasilakan asam laktat. Semakin banyak pemakaian sistem energi ini, maka

semakin banyak terbentuknya asam laktat. Namun ketika mengurangi intensitas

kerja dan tubuh mulai mendapatkan oksigen maka sistem energi akan berpindah

ke sistem energi aerobik.

Sistem glikolisis anaerobik ini sangat diperlukan pada intensitas kerja

yang tinggi dan cepat karena proses kimianya berlangsung dengan cepat.

Menurut Fox (1993) glikolisis anaerobik memiliki cirri-ciri sebagai berikut:

a. Menyebabkan terbentuknya asam laktat yang dapat menimbulkan kelelahan.

b. Tidak membutuhan oksigen.

c. Hanya menggunakan karbohidrat yang kemudian berbentuk glukosa.

d. Menghasilkan energi untuk resistensa ATP.

Pada sebuah pabrik yang sedang beroperasi, disamping menghasilkan

produk, pabrik tersebut juga akan menghasilkan limbah industri. Begitupula pada

tubuh manusia, proses metabolism yang berlangsung di dalam tubuh termasuk

pembentukan energi selain menghasilkan energi dan kalor (panas), juga

menghasilkan limbah metabolism (waste product) seperti CO2 dan H2O, serta

asam laktat dan lain-lain yang harus dibuang keluar dari tubuh. Penumpukan

asam laktat di dalam sel otot akan menyebabkan keasaman atau pH otot

meningkat sehingga menghambat pemecahan glikogen lebih lanjut karna fungsi

enzim glikolitik terganggu, disamping itu juga mengurangi kapasitas otot untuk

mengikta kalsium sehingga menghalangi terjandinya kontraksi otot.

Page 24: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 16

Asam laktat merupakan limbah metabolism yang menyebabkan

kelelahan, namun disatu sisi asam laktat bisa menjadi salah satu sumber energi

cadangan yang dapat dipergunakan kembali setelah melalui serangkaian proses

kimia. Selama melakukan latihan yang berat, akumulasi asam laktat baik dalam

otot maupun di dalam darah bisa dimanfaatkan kembali sebagai sumber energi

dengan serangkaian proses sebagai berikut: pertama pada saat kita mengurangi

intensitas latihan,atau istirahat dan suplai oksigen ke jariingan sudah mencukupi,

maka hidrogen terikat ke asam laktat dan diangkut oleh NAD+ dan akhirnya

terjadi peristiwa oksidasi yang menyebabkan asam laktat dikonversikan menjadi

asam piruvat dan siap digunakan sebagai sumber energi. Selanjutnya asam

piruvat disimpan dan dapat digunakan untuk proses sintesa glukosa dan proses ini

dinamakan dengan proses glukoneogenesis yang terjadi dalam silklus cori.

Nawawi (2008) menjelaskan mekanisme siklus cori bermula dari

akumulasi asam laktat di dalam otot yang tinggi sehingga mennyebabkan

kelelahan padaa otot. Pada saat intensitas latihan dikurangi karena lelah, maka

secara bertahap asam laktat diangkut keluar otot masuk ke dalam darah dan

dibawa ke hati. Selanjutnya di hati asam laktat dikonversikan menjadi asam

piruvat, dari asam piruvat dikonversikan lagi menjadi glukosa. Apabila glukosa

yang terbentuk ini ingin dipergunakan sebagai sumber energi maka glukosa

tersebut dikeluarkan dari hati dan diangkut menuju sel yang membutuhkannya.

Tetapi apabila tidak dipakai maka dirubah menjadi glikogen dan disimpan di

dalam hati yang disebut dengan glikogen hati. Proses penggangkutan asam laktat

dari otot ke hati lalu kemudian dikonveriskan menjadi asam piruvat kemudian

menjadi glukosa kemudian dikirim ke sel yang membutuhkan disebut dengan

siklus cori.

Gambar 3.1 Mekanisme siklus cori

Page 25: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 17

3.2.2 Energi Aerobik

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, bahwa aerobik adalah proses

metabolisme energi dengan menggunakan oksigen. Sistem aerobik ini utamanya

menggunakan glukosa yang merupakan pemecahan karbohidrat sebagai sumber

utama, namun apabila glukosa tubuh sudah habis maka akan digunakan lemak

sebagai sumber pembentukan ATP, bahkan disaat tetentu tubuh dapat

menggunakan protein sebagai sumber energi. Penggunaan protein hanya

digunakan saat tertentu dan mendesak, ketika kelaparan, karbohidrat menurun

dan lemak tidak dapat bertahan maka katabolisme protein untuk menghasilkan

energi akan terjadi. Energi aerobik dapat digunakan untuk menyediakan ATP bila

oksigen dalam otot mencukupi dan kerja otot tidak berlangsung cepat dan

bertahan lama. Proses secara aerobik merupakan serangkaian proses yang

panjang dan kompleks sehingga bisa dikatakan lebih rumit dari sistem anaerobik

karena sistem ini melibatkana oksigen juga melibatkan bahan-bahan kimia

lainnya. Akan tetapi mampu menghasilkan energi dalam jumlah yang besar,

proses ini membentuk ATP sebanyak 34 ATP sehingga sistem ini dapat

digunakan untuk melakukana aktivitas dalam waktu yang cukup lama

(Fox,1993).

Gambar 3.2 Mekanisme sistem aerobik

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa dari glikolisis anaerobik dibentuk

2 ATP dan sistem aerobik (siklus kreb’s dan sistem transport elektron)

Page 26: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 18

menghasilkan 34 ATP, sehingga total ATP bisa dibentuk kembali dari sistem

anaerobik dan aerobik adalah 34-36 ATP. Jadi sebenarnya tubuh akan lebih

efisien menggunakan sistem aerobic dari pada sistem anaerobik, karena

disamping mampu menghasilkan energi lebih besar sehingga bisa membentuk

ATP lebih banyak, juga tidak terjadinya akumulasi asam laktat yang dapat

menyebabkan kelelahan. Akan tetapi sistem aerobik akan terpakai pada intensitas

kerja yang rendah dan dalam waktu yang lama. Sebaliknya apabila intensitas

kerja meningkat terutama aktivitas yang dilakukan dengan cepat dan kuat, maka

sistem energi akan berobah memakai sistem glikolisis anaerobik sebagai efeknya

akan terjadi penumpukan asam laktat. Karena itu pada intensitas kerja yang

tinggi tubuh akan cepat mengalami kelelahan dibanding dengan intensitas kerja

yang rendah.

Latihan fisik yang dilakukan dalam jangka waktu yang lama pemecahan

energi yang digunakan berasal dari pemecahan lemak. Pada saat berolahraga

kompetitif dengan intensitas tinggi, pengunaan lemak sebagai sumber energi

tubuh akibat dari mulai berkurangnya simpanan glikogen otot dapat

menyebabkan tubuh terasa lelah sehingga secara perlahan intensitas olahraga

akan menurun. Hal ini disebabkan karena produksi energi melalui pembakaran

lemak berjalan lebih lambat jika dibandingkan dengan laju produksi energi

melalui pembakaran karbohidrat walaupun pembakaran lemak akan

menghasilkan energi yang lebih besar (9kkal/gr) jika dibandingan dengan

pembakaran karbohidrat (4 kkal/gr). Beta oksidasi merupakan proses kimiawi

yang mengubah lemak (asam lemak) menjadi ATP (Adenosin Triphospat),

banyak ATP yang dihasilkan bergantung pada banyaknya atom C (Carbon) dari

jenis lemak tertentu. Misalnya asam lemak mengandung 6 atom C akan

menghasilkan 45 ATP, asam palmitat memiliki 16 atom C akan menghasilkan

130 ATP, sedangkan asam stearat yang mengandung 20 atom C akan

menghasilkan 164 ATP (Djoko Pekik Irianto, 2007: 39). Lemak merupakan

bentuk persediaan energi yang terbanyak dibandingkan dengan persediaan

karbohidrat sebagai sumber energi, besarnya persediaan elmak kira-kira 40 kali

lebih banyak. Lemak akan dapat menghasilkan energi bila O2 cukup. Lemak

dapat menghasilkan energi hanya pada olahraga yang bersifat aerobik, seperti lari

marathon (Soekarman, 1987: 42).

Page 27: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 19

Gambar 3.3 Rata-rata penggunaan sistem energi otot

3.3 Predominant Sistem Energi dalam Olahraga

Istilah predominant sistem energi ini dipakai sehubungan dengan pemakaian

energi selama olahraga atau latihan. Fox (1993) menjelaskan dalam beberapa cabang

olahraga energi anaerobik dan aerobik sama-sama digunakan untuk pembentukan

ATP, namun terjadi perbedaan persentase atau disebut dengan predominant sistem

energi. Olahraga yang predominan energi anaerobik berarti olahraga tersebut lebih

dominan menggunakan sistem energi anaerobik, biasanya olahraga anaerobik

memiliki ciri intensitas olahraga tinggi, frekuensi pergerakannya cepatm jarak yang

ditempuh relatif pendek dan waktu yang digunakan untuk olahraga singkat.

Contohnya cabang atletik nomor lari 100 meter sampai 800 meter masih

menggunakan sistem energi predominan anaerobik. Olahraga yang predomina sistem

energi aerobik biasanya sebaliknya intensitas olahraganya rendah, frekuensi gerakan

lambat, jarak yang ditempuh relatif lebih jauh dan waktu olahraganya pun lebih

lama. Contohnya pada cabang altetik lari 5000 meter ke atas maka aerobik menjadi

energi yang dominan.

Sebagai gambaran Mc Ardle (1986) bahwa dalam menentukan sistem energi

predominan adalah sebagai berikut:

a. Sistem ATP, waktu kegiatannya 0 - 4 detik, bentuk kegiatannya berupa kekuatan

dan power. Jenis kegiatan pada cabang olahraganya berupa lompat tinggi, servis

tenis, dan sebagainya;

b. Sistem ATP-PC, waktu kegiatannya 0-10 detik, bentuk kegiatannya berupa

power. Jenis kegiatan pada cabang olahraganya berupa lari sprint dan

sebagainya;

c. Sistem ATP-PC dan Asam laktat , waktu kegiatannya 0 - 1,5 menit, bentuk

kegiatannya berupa anaerobik power. Jenis kegiatan dalam olahraganya berupa

lari cepat, lari 200 meter, dan sebagainya; dan

Page 28: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 20

d. Sistem Aerobik, waktu kegiatannya lebih dari 8 menit, bentuk kegiatannya

berupa aerobik daya tahan. Jenis kegiatan olahraganya berupa lari marathon dan

sebagainya.

Pada olahraga sepak bola sistem energi yang digunakan adalah sistem aerobik

dan anaerobik. Dilihat dari aktivitas dalam permainan sepak bola selama 2 x 45

menit, jelas menggunakan sestem energi predominan aerobik. Dalam permainan 2 x

45 menit terdapat gerakan-gerakan yang ekplosif, baik dengan atau tanpa bola.

Gerakan-gerakan ekplosif tersebut dilakukan secara berulang-ulang dengan diselingi

waktu recovery yang cukup untuk bekerjanya sistem aerobik.

Pemahaman sistem energi predominan pada cabang olahraga sangat penting

untuk menentukan secara tepat bentuk latihan yang sesuai agar dapat meningkatkan

prestasi atlet (Fox, dkk, 1988). Misalnya untuk cabang olahraga dengan energi

predominan anaerobik, bentuk latihan diprioritaskan untuk meningkatkan kapasitas

anaerobik. Untuk menentukan sistem energi predominan pada cabang olahraga dapat

diperkirakan dasarnya pada aktivitas fisik yang dominan dan lama waktu yang

dibutuhkan pada olahraga tersebut. Diketahuinya sistem energi predominan pada

cabang olahraga, akan memudahkan menyusun program latihan untuk mencapai

prestasi maksimal.

Gambar 3.4 Perbedaan sistem energi

Nawawi (2008) menjelaskan penentuan sistem energi yang dominan antara

anaerobik dan aerobik dalam suatu aktivitas dapat juga dilakukan dengan mengukur

denyut nadi latihan. Hal ini dikemukanan oleh Conconi dengan cara menghubungkan

antara jumlah denyut nadi permenit dan kadar asam laktat darah.

Page 29: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 21

Dari grafik diatas dapat dijelaskan bahwa kadar asam laktat dibawah 3 mm/l

darah menunjukan sistem energi yang digunakan adalah dominan aerobik, sedangkan

kadar asam laktat diatas 3 mm/l darah sistem energi yang digunakan dominan

aerobik. Kadar asam laktat pada level 3 mm/l darah menunjukan ambang anaerobik

(anaerobic threshold) yaitu batas perpindahan sistem energi yang digunakan dari

aerobik ke sistem anaerobik dan disebut juga sebaga titik kelelahan.

Rangkuman

Tubuh manusia selalu bergerak untuk melakukan aktivitas sehari-hari. Untuk

dapat bergerak tubuh memerlukan energi. Energi diambil dari pemecahan bahan

kimia di dalam sel yaitu ATP (Adenosine Triphosphate). Apabila ATP dalam sel

habis maka ATP dapat dibentuk lagi dengan dua mekanisme yaitu tanpa

menggunakan oksigen (anaerobik) dan menggunakan oksigen (aerobik). Secara

anaerobik ATP dihasilkan dengan cara memecah ATP-PC dan pemecahan glukosa

yang tersimpan didalam sel tanpa bantuan glukosa (glikoslis anaerobik). Secara

aerobik ATP dihasilkan dengan cara mengoksidasi sumber-sumber energi (glukosa,

asam lemak, asam amino) dengan bantuan oksigen. Sumber-sumber energi seperti

glukosa, asam lemak, dan asam amino kita peroleh dari kosumsi makanan yang

dimakan. Suatu cabang olahraga bisa saja menggunakan kedua sistem energi namun

berbeda dalam persentase penggunaannya, untuk itulah digunakan istilah predominan

sistem energi. Predominant energi adalah penggambaran sistem energi yang dominan

dalam satu cabang olahraga.

Page 30: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 22

Latihan

Bentuk beberapa kelompok kemudian masing-masing kelompok

memberikan minimal 6 contoh cabang olahraga predominan sistem energi aerobik

dan 6 contoh cabang olahraga anaerobik dan menjelaskan alasanya pada setiap

cabang olahraga.

Tes Formatif

1. Jelaskan perbedaan sistem energi aerobik dan sistem energi anaerobik!

2. Jelaskan kelemahan sistem energi aerobik dan sistem energi anaerobik!

3. Jelaskan bagaimana proses pembentukan energi ATP-PC dan glikolisis

anaerobik!

4. Jelaskan bagaima proses pemebentukan energi secara glikolisis aerobik!

5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan asam lakta dan pengaruhnya pada otot!

6. Mengapa penting untuk mengetahui predominan sistem energi?

Page 31: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 23

BAB IV

FISIOLOGI TULANG

Tulang atau kerangka adalah penopang tubuh vertebrata. Tanpa tulang,

pasti tubuh kita tidak bisa tegak berdiri. Tulang mulai terbentuk sejak bayi

dalam kandungan, berlangsung terus sampai dekade kedua dalam susunan yang

teratur. Tulang merupakan jaringan kompleks yang terdiri atas sel dan matriks.

Matriks tulang dibentuk oleh serat-serat dan subtansi dasar yang mengandung garam-

garam mineral (Subagyo, 2010).

4.1 Bentuk-bentuk Tulang

Tulang bila diklasifikasikan berdasarkan bentuk dan perbedaan ukuran

antara lain: tulang panjang, tulang pendek, tulang pipih dan tulang ireguler

(Graaff, 1998).

1. Tulang panjang (long bone)

Tulang panjang berbentuk seperti pipa tetapi pada ujung-ujungnya lebih

besar jika dibandingkan pada bagian tengahnya. Di dalam tulang panjang ini

terdapat sumsum tulang. Tulang panjang terdapat pada lengan dan tungkai

misalnya tulang humerus, radius, ulna, metakarpal, femur, tibia, fibula dan

metatarsal yang biasanya tumbuh dalam satu arah.

2. Tulang pendek (short bone)

Tulang pendek berbentuk pendek dan bulat. Tulang pendek ini dibentuk

dari jaringan kompakta, sehingga memiliki kekuatan yang mampu menunjang

kapasitas pergelangan tangan dan kaki. Jenis tulang ini terdapat pada tulang-

tulang pangkal tangan (karpal) dan tulang pangkal kaki (tarsal).

3. Tulang pipih (flat bone)

Tulang pipih memiliki permukaan luas yang dapat melindungi organ-

organ penting. Bentuk tulang ini pipih dan terdapat pada tulang skapula, tulang

sternum, dan tulang kosta.

4. Tulang ireguler (Irregular bone)

Tulang ireguler memiliki bentuk yang bervariasi dan banyak fitur

permukaannya yang berguna untuk artikulasi otot. contoh tulang ini adalah tulang

Tujuan

Menjelaskan fungsi tulang, proses pertumbuhan dan perkembangan

tulang serta remodeling tulang.

Page 32: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 24

vertebra, beberapa tulang kepala. Carola (1992) menyatakan tulang ireguler

menyangga spinal cord dan melindunginya dari kuatnya tekanan pada vertebrata

Gambar 4.1 Bentuk-bentuk tulang

4.2 Struktur Tulang secara Makroskopik

Lesson (1996) menjelaskan pengamatan secara makroskopik pada tulang

dalam potongan melintang memperlihatkan dua bentuk tulang yaitu: tulang

spongiosa (cancellous) dan tulang kompakta (padat). Tulang spongiosa terdiri atas

trabekula atau balok tulang langsing, tidak teratur, bercabang dan saling

berhubungan membentuk anyaman. Celah-celah diantara anyaman itu ditempati oleh

sumsum tulang. Tulang kompakta tampak padat, kecuali dilihat dibawah mikroskop.

Unsur histologik pada keduanya sama, kecuali pada beberapa tempat. Tulang

spongiosa dan kompakta terdapat dalam setiap tulang tetapi jumlah dan

penyebarannya sangat berbeda.

Borer (2005) menjelaskan keseluruhan masa tulang manusia 80% merupakan

tulang kompakta dan 20% spongiosa, namun proporsi dan penyeberannya pada setiap

jenis tulang berbeda. Tulang kompakta proporsi terbesar berada pada diaphisis tulang

panjang (>90%), radian dan ulna memiliki 95% tulang kompakta dan 5% tulang

spongiosa sedangkan tulang belakang (vertebra) memiliki 62-70% tulang spongiosa.

Sebagian besar tulang ireguler terdiri atas tulang spongiosa yang dibungkus selapis

tipis tulang kompakta. Tulang yang mengadung banyak tulang spongioasa berarti

mempunyai keaktifan metabolik yang lebih dibandingkan dengan tulang kompakta,

oleh karena itu tulang trabekula lebih sering mengalami perubahan mineral sehingga

mempunyai predisposisi untuk terjadinya kekurangan massa tulang

.

Page 33: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 25

Gambar 4.2. struktur makroskopik tulang

4.3 Bagian-bagian tulang

Thibodeu (1994) menjelaskan setiap tulang akan terdiri atas diaphysis,

medullary cavity, epiphysis, metafisis, articular cartilage, periosteum dan

endosteum. Bagian-bagian ini akan lebih mudah dibedakan pada tulang panjang

seperti gambar berikut:

Gambar 4.3 bagian-bagian tulang panjang

Page 34: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 26

1. Diaphysis atau shaf adalah bagian tulang yang berbentuk pipa berlubang dan

sebagian besar terdiri dari tulang kompakta, karena strukturnya yang kuat dan

keras sehingga mempermudah gerakan.

2. Medulla cavity adalah ruang yang berkembang di dalam diaphysis tulang, berisi

sumsum tulang berwarna kuning.

3. Epiphysis atau ujung tulang yang terdiri atas tulang spongiosa yang dibungkus

selapis tipis tulang kompakta dan didalam tulang spongiosa ini terdapat sumsum

tulang berwarna merah.

4. Metafisis mempunyai daerah yang luas dan memberikan petunjuk yang baik

terhadap mineralisasi dan kondisi struktur jaringan tulang.

5. Articular cartilage merupakan penutup lapisan tulang yang tipis di ujung tulang,

mempunyai fungsi sebagai pelindung karet pada ujung tulang.

6. Periosteum adalah serabut membran yang menutup tulang panjang kecuali pada

permukaan sendi yang ditutup oleh articular cartilage.

7. Endosteum merupakan serabut membran yang segaris dengan medullary cavity.

4.4 Fungsi Tulang

Tulang sebagai unsur pokok kerangka tubuh memiliki fungsi antara lain

untuk memberi bentuk tubuh, menyangga tubuh, sebagai pengungkit (tuas) dalam

pergerakan sendi. melindungi organ dalam, sebagai cadangan kalsium dan fosfat,

tempat melakatnya otot, alat gerak pasif yang bergerak dengan bantuan otot,

memiliki sumsum tulang sebagai tempat pembentukan sel darah (Burns,1999;

Junqueira, 2007).

Junqueira (2007), menyatakan bahwa tulang selain memberikan bentuk tubuh, juga

memiliki fungsi lain yang penting untuk tubuh yaitu:

(1) Penyangga

Tulang sebagai kerangka yang menyangga seluruh organ lunak didalam

tubuh.Contohnya tulang tungkai berfungsi sebagai pilar untuk menyangga tubuh

ketika kita berdiri dan tulang rusuk untuk menyangga dinding thoraks.

(2) Pelindung

Tulang tengkorak menjaga otak agar tetap aman diposisinya.Vertebra yang

mengelilingi spinal cord dan tulang rusuk yang membantu melindungi organ vital

dalam thoraks.

Page 35: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 27

(3) Pergerakan

Otot skeletal terkait pada tulang melalui tendon dan menggunakan tulang sebagai

tuas untuk menggerakan tubuh.Sehingga kita dapat berjalan, meraih sesuatu dan

dapat bernafas. Tulang di kenal sebagai alat gerak pasif yang bergerak dengan

bantuan otot

(4) Penyimpananan

Mineral paling penting yang disimpan adalah kalsium dan fosfat, namun potasium,

sodium, sulfur, magnesium dan copper juga disimpan dalam matriks tulang. Tulang

disebut juga depokalsium karena merupakan penyimpanan kalsium terbesar bagi

tubuh.

(5) Pembentukan sel darah

Pembentukan sel darah ( hematopoiesis ) terjadi di dalam rongga kavitas sumsum

tulang tertentu.

4.5 Komponen Pembentuk Tulang

Tjokroprawiro (2000) menjelaskan secara mikroskopik tulang terdiri dari

bahan organik 30% dan mineral 70%. Bahan organik mempunyai komposisi yang

terdiri atas matrik (98%) dan sel tulang (2%). Matriks terdiri atas kolagen (95%) dan

protein non kolagen (5%). Protein non kolagen antara lain osteokalsin, osteonektin,

proteoglikan, sikloprotein, protein morfogenik, proteolipid, dan fosfoprotein. Sel

tulang yang menyusun bahan organik tulang sebesar 2% dan terdiri atas osteoblas,

osteosit dan osteoklas.

Salah satu penyusun utama tulang dihasilkan dari proses mineralisasi tulang

adalah hidroksiapatit (95%). Hidroksiapatit merupakan suatu kristal yang terbentuk

dari kalsium dan fosfat. Mineral tulang juga mengadung bikarbonat, sitrat,

magnesium, kalsium dan natrium, selain itu kalsium amorf (nonkristal) juga cukup

banyak dijumpai di mineral tulang.

4.6 Sel-sel Tulang

Leeson (1996) menjelaskan tulang dapat dibedakan atas lima jenis yaitu sel

osteoprogenitor, osteoblas, osteosit, osteoklas dan lining sel.

1. Osteoprogenitor (osteogenic)

Sel osteoprogenitor merupakan populasi sel induk yang berkembang dari

mesenkim. Sel ini biasa ditemukan pada pemukaan tulang periosteum, endoesteum

Page 36: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 28

dan dalam saluran vaskuler tulang kompakta. Sel ini merespon trauma seperti patah

tulang dengan meningkatkan pembentukan tulang. Ada dua jenis osteoprogenitor

yaitu preosteoblas dan preosteoklas. (Graaff, 1998; Leeson, 1996).

2. Osteoblas

Lesson (1996) osteoblas bertanggung jawab untuk sintesa komponen matrik

tulang (kolagen tipe I, proteoglikan, dan glikoprotein). Osteoblas hanya terdapat pada

permukaan tulang dan biasanya ditemukan dalam kelompok-kelompok. Beberapa

osteoblas secara berangsur dikelilingi oleh matriks yang baru terbentuk dan bila telah

berada di dalam matrik yang baru disintesa osteoblas akan menjadi osteosit.

3. Osteosit

Menurut Junqueira (2007) Osteosit adalah sel osteoblas yang tertanam dalam

matrik yang termineralisasi. Osteosit mampu mensintesis matrik tulang walaupun

kemampuannya tidak sebaik osteoblas. Interkoneksi antara osteosit, osteoblas dan

bone lining cell memungkinkan jaringan sel ini mengalami perubahan bentuk tulang,

mengkoordinasi pembentukan dan resorpsi tulang, pengaliran ion-ion mineral antara

matrik tulang dan cairan ekstrasel.

4. Osteoklas

Osteoklas adalah sel yang dapat bergerak (motil) dan sangat besar.

Permukaan tulang disekitar sel osteoklas sering mengalmi pengurangan mineral, hal

ini mungkin mengindikasikan sel-sel ini terlibat dalam resorpsi tulang. Setelah proses

resorpsi tulang, osteoklas menghilang mungkin berdegenerasi atau berubah lagi

menjadi sel asalnya (Junqueira, 2007).

5. Sel lining (bone-linning cells)

Sel lining banyak ditemukan pada permukaan tulang yang sudah dewasa.

Sel ini dipercaya berasal dari osteoblas yang berhenti melakukan aktivitas fisiologis

dan berbentuk pipih atau gepeng pada permukaan tulang. Sel ini memililiki beberapa

fungsi, dapat berfungsi sebagai sel osteogenik yang dapat berkembang dan

berdiferensiasi menjadi osteoblas. Sel lining juga berperan sebagai ion pembatas

pada jaringan tulang. Ion pembatas ini membantu mengatur pergerakan kalsium dan

fosfat keluar dan masuk kedalam matrik tulang, dan membantu mengontrol endapan

hidroksiapatit pada jaringan tulang. Aktivasi remodeling tulang terjadi pada

permukaan tulang tidak aktif, sel lining mungkin terlibat dalam penyebaran sinyal

aktivasi yang memulai resorpsi tulang dan remodeling tulang (Carola, 1992).

Page 37: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 29

Gambar 4.4 sel-sel tulang

4.7 Pertumbuhan dan Perkembangan Tulang

Peningkatan pembentukan tulang karena latihan fisik lebih terlihat pada masa

pertumbuhan tulang dibandingkan dengan saat dewasa. Mekanisme biologis untuk

fenomena ini belum sepenuhnya dipahami, tetapi mungkin terkait dengan fakta

bahwa selama masa pertumbuhan, permukaan tulang ditutupi oleh osteoblas aktif

yang lebih banyak daripada masa dewasa. Perluasan periosteal terjadi terutama

selama masa pertumbuhan, sehingga masa anak-anak dan remaja memberikan

kesempatan untuk secara signifikan meningkatkan pertumbuhan periosteal dengan

olahraga. Sehingga dapat disimpulkan olahraga selama pertumbuhan dan dewasa

muda juga dapat mengurangi risiko patah tulang dan osteoporosis. Lebih lanjut

Junqueira (2007) menjelaskan tulang dapat dibentuk dengan dua cara yaitu:

mineralisasi langsung dari matriks yang disekresi osteoblas (osifikasi

intramembranosa) atau deposisi matriks tulang pada matriks tulang rawan yang

sudah ada (osifikasi endokondral).

1. Osifikasi intramembranosa

Proses osifikasi intramembranosa terjadi didalam kondesasi jaringan

mensekim. Membran mensekim menjadi vaskular dan sejumlah sel mulai

berkembang menjadi sel osteoprogenitor. Sel-sel ini membesar menjadi sel

osteoblas. Sel osteoblas mulai membentuk matriks tulang baru yang belum

mengapur dan merupakan unsur organik tulang yang disebut osteoid. Matriks itu

Page 38: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 30

kemudian mengalami transformasi sehingga dapat mengalami pengapuran dan

menjadi keras. Mineral yang merupakan kristal halus diendapkan secara

beraturan dengan serat kolagen. Sekeliling osteoblas yang telah mengapur

terbentuk lakuna dan kanalikuli, pada keadaan ini osteoblas telah menjadi

osteosit. Aktivitas osteoblas ini menyebabkan terjadi pertambahan penebalan

tulang.

2. Osifikasi endokondral

Proses osifikasi endokral merupakan proses yang mencakup pergantian

tulang rawan dengan tulang, paling jelas terlihat pada tulang panjang.

Pembentukan tulang diawali pada daerah perikondrium yang melingkari bagian

tengah diafisis. Perikondrium berfungsi osteogenik dan menjadi osteoblas yang

mulai membentuk tulang secara intramembranosa. Pada tahap berikut tulang

rawan mengalami proses degeneratif kemudian osteoblas melekat pada matriks

tulang yang telah mengapur dan menghasilkan lapisan-lapisan tulang primer yang

mengelilingi sisa matriks tulang rawan. Pada proses selanjutnya terbentuk pusat

osifikasi primer dan kemudian muncul pusat osifkasi sekunder di bagian ujung

yang membesar pada epifisis. Selama perluasan dan remodeling berlangsung

pusat osifikasi sekunder dan primer membentuk rongga yang secara berangsur

diisi dan dipenuhi oleh sumsum tulang. Pertumbuhan memanjang tulang terjadi

melalui proliferasi kondrosit dalam lempeng epifisis, pada waktu yang bersamaan

kondrosit pada diafisis mengalami hipertropi kemudian matriksnya mengalami

pengapuran. Osteoblas meletakan selapis tulang primer pada matriks yang

mengapur tersebut.

Pada saat bayi dan remaja, tulang panjang bertumbuh memanjang

sepenuhnya oleh karena pertumbuhan pada lempeng pertumbuhan epifisis dan

semua pertumbuhan tulang yang menebal terjadi akibat suatu proses yang disebut

appositional growth (proses pertumbuhan dimana ketebalan tulang meningkat).

Hampir semua tulang pertumbuhannya berhenti saat masa remaja atau menginjak

dewasa. Pertumbuhan pesat tulang terjadi pada saat manusia mengalami pubertas,

untuk lebih jelasnya pertumbuhan tulang digambarkan oleh grafik berikut.

Page 39: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 31

Gambar 4.5 Grafik pertumbuhan tulang

4.8 Remodeling Tulang

Ganong (2008) menjelaskan tulang secara terus menerus mengalami proses

remodeling yaitu matrik diserap dan dibentuk lagi yang memungkinkan tulang

berespons terhadap stres dan tekanan yang mengenainya. Sel yang berperan

membentuk tulang adalah osteoblas dan sel yang berperan menyerap tulang adalah

osteoklas. Osteoblas normal mampu meletakkan kolagen tipe I dan membentuk

tulang baru, sedangkan osteoklas mengikis dan menyerap tulang yang sudah

terbentuk.

Proses remodeling tulang terus terjadi pada manusia sejak dilahirkan dan

diatur oleh tubuh sehingga remodeling terjadi secara seimbang. Proses ini juga akan

mempengaruhi proses osifikasi intramembranosa yang artinya juga mempengaruhi

proses penebalan dan pemadatan tulang. Tulang yang mengalami gangguan

remodeling akan mempengaruhi kepadatan tulang. Apabila proses resorpsi yang

terjadi lebih sering dibandingkan proses pembentukan kembali maka lama kelamaan

tulang yang terus-mererus diambil mineralnya akan mengalami pengurangan mineral

sehingga tulang tidak lagi padat atau mengeropos. Tulang akan mengalami gangguan

ini rata-rata ketika seseorang berada di usia 30 tahun, hali ini terjadi karena tulang

memasuki fase degeneratif.

Page 40: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 32

Gambar 4.6 Perkembangan tulang

Rangkuman

Tulang merupakan jaringan kompleks yang terdiri atas sel dan matriks.

Matriks tulang dibentuk oleh serat-serat dan subtansi dasar yang mengandung garam-

garam mineral. Tulang sebagai unsur pokok kerangka tubuh memiliki fungsi antara

lain untuk memberi bentuk tubuh, menyangga tubuh, sebagai pengungkit (tuas)

dalam pergerakan sendi. melindungi organ dalam, sebagai cadangan kalsium dan

fosfat, tempat melakatnya otot, alat gerak pasif yang bergerak dengan bantuan otot,

memiliki sumsum tulang sebagai tempat pembentukan sel darah. Tulang dapat

dibedakan atas lima jenis yaitu sel osteoprogenitor, osteoblas, osteosit, osteoklas dan

lining sel. Masing-masing sel memiliki peranan tersendiri dalam proses

perkembangan dan pertumbuhan sel. Tulang dapat dibentuk dengan dua cara yaitu:

mineralisasi langsung dari matriks yang disekresi osteoblas (osifikasi

intramembranosa) atau deposisi matriks tulang pada matriks tulang rawan yang

sudah ada (osifikasi endokondral). Perkembangan tulang memadat terjadi secara

inttramembranosa sedangkan pertumbuhan tulang memanjang terjadi secara

endokondral. Tulang secara terus menerus mengalami proses remodeling yaitu

matrik diserap dan dibentuk lagi yang memungkinkan tulang berespons terhadap

stres dan tekanan yang mengenainya. Sel yang berperan membentuk tulang adalah

osteoblas dan sel yang berperan menyerap tulang adalah osteoklas.

Latihan

Jawablah pertanyaan di bawah ini!

1. Jelaskan fungsi-fungsi tulang!

2. Apa yang dimaksud tulang sebagai depokalsium dan alat gerak pasif dalam

proses pergerakan manusia?

3. Jelaskan bagaimana proses tulang tumbuh memanjang?

Page 41: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 33

4. Bagaimana mengoptimalakan pertumbuhan tulang dan kapan waktu yang tepaik

untuk mengoptimalkannya?

5. Jelaskan bagaimana tulang memajang dan menjadi padat?

6. Bagaimanakah proses remodeling tulang terjadi?

Page 42: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 34

BAB V

FISIOLOGI OTOT RANGKA

Menggerakkan anggota tubuh kita diperlukan bantuan otot. Sistem otot terdiri

dari beberapa bagian yang terpisah yang disebut otot-otot. Dengan menggerakkan

komponen-komponen intra sel tertentu, sel otot dapat menghasilkan tegangan dan

memendek , yaitu berkontraksi (Syamsir, 2009). Terdapat tiga jenis otot diantaranya

otot rangka, otot jantung, dan otot polos. Melalui kemampuan berkontraksi yang

berkembang sempurna, kelompok-kelompok sel otot yang bekerja sama dalam suatu

kelompok dapat menghasilkan gerakan dan melakukan kerja. Menurut Sherwood

(2012) kontraksi terkontrol otot memungkinkan:

1. Terjadinya gerakan yang bertujuan menggerakan tubuh keseluruhan atau bagian-

bagian tertentu, misalnya berjalan atau melambaikan tangan.

2. Kita memanipulasi benda eksternal misalnya menyetir atau memindahkan

barang.

3. Terdorongnya atau mengalirnya isi berbagai organ internal berongga, misalnya

sirkulasi darah atau mengalirnya makanan melalui saluran cerna.

4. Kita mengosongkan isi rongga tertentu ke lingkungan eksternal misalnya waktu

buang air besat ataupun melahirkan.

5.1 Jenis-jenis Otot

Lukmaningsih (2011) menjelaskan terdapat tiga jenis otot yaitu otot rangka,

otot jantung, otot polos. Otot membentuk kelompok jaringan terbesar di tubuh,

menghasilkan sekitar separuh dari berat tubuh. Otot rangka saja membentuk sekitar

40% berat tubuh pada pria, dan 32% pada wanita, dengan otot polos dan otot jantung

membentuk 10% lainnya dari berat total. Setiadi (2007) lebih lanjut menjelaskan

secara fungsional ketiga otot ini berbeda, otot rangka berkontraksi menggerakkan

tulang sehingga menggerakan tubuh secara keseluruhan, otot jantung menggerakan

jantung sehingga jantung dapat berdetak, sementara otot polos membantu dalam

kontraksi yang memungkinkan gerakan zat dalam atau dari organ yang lain. Otot

Tujuan

Menjelaskan perbedaan jenis otot, proses kontraksi dan relaksasi, serta

tipe-tipe serabut otot dan pengaruhnya terhadap olahraga.

Page 43: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 35

polos terdapat pada dinding saluran pencernaan, saluran pernapasan, dan pembuluh

darah sehingga sering disebut otot alat-alat dalam.

Ketiga otot tersebut dapat juga dibedakan berdasarkan ada atau tidaknya pita

terang gelap bergantian atau garis-garis jika otot dilihat dibawah mikroskop cahaya

(Lukmaningsih, 2011). Istilah striated muscle sering digunakan untuk otot yang

memiliki garis-garis ini karena adanya serat otot yang gelap dan terang membuat

otot-otot tersebut seperti memiliki strip. Hanya otot-otot rangka dan otot jantung

yang memiliki garis-garis ini semantara otot polos tidak memilikinya. Perbedaan

selanjutnya bisa dilihat berdasarkan volunter atau involunternya otot tersebut,

masing-masing tergantung pada apakah otot tersebut disarafi sistem saraf somatik

dan dibawah kontrol kesadaran atau disarafi oleh sistem saraf otonom dan tidak

berada dibawah kesadaran. Otot rangka merupakan otot volunter karena aktivitasnya

dilakukan secara sadar dan terkontrol, sementara otot jantung dan otot polos

merupakan otot involunter yang bergerak dibawah kontrol kesadaran. Sebagian besar

dari bab ini berisi tentang uraian terperinci otot yang paling banyak dan sering

digunakan saat berolahraga yaitu otot rangka.

Gambar 5.1 Perbedaan jenis-jenis otot

5.2 Otot Rangka (skeletal Muscle)

Menurut Effendi (2009) otot skelet atau otot rangka adalah organ somatik,

yang dipengaruhi oleh kemauan. Otot rangka merupakan alat gerak aktif bagi tubuh,

karena memiliki fungsi utama untuk berkontraksi yang menyebabkan tubuh

bergerak. Selain itu otot skelet berfungsi menghasilkan panas tubuh, memberi bentuk

tubuh dan melindungi organ yang lebih dalam. Lebih lanjut Nawawi mejelaskan

adaptasi olahraga adalah perubahan struktur atau fungsi organ-organ tubuh yang

sifatnya lebih menetap karena latihan fisik yang dilakukan dengan teratur dalam

Page 44: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 36

periode waktu tertentu. Sesuai aktivitasnya, perubahan adaptif jangka panjang dapat

terjadi pada serat otot, otot skelet memperlihatkan kemampuan berubah atau

plastisitas yang besar dalam memberi respon terhadap berbagai bentuk perlatihan.

Plastisitas ini berupa adaptasi aktivitas kontraksi yang berbeda akibat bentuk latihan

yang berbeda. Latihan merupakan salah satu tekanan ekstrim yang diterima oleh

tubuh. Adaptasi fisiologis merupakan bentuk reaksi yang terjadi dalam tubuh untuk

mempertahankan homeostatis tubuh saat menghadapi tekanan latihan olahraga.

5.3 Struktur Otot Rangka

Ujung otot rangka pada umumnya melekat pada tulang, ada sebagian melekat

pada kulit. Ujung otot tersebut disebut insertio (tempat untuk menggerakan) dan

origo (tempat bertumpunya otot). Secara anantomis (struktur) sebuah otot rangka

terdiri dari beberapa bagian seperti: fasciculus, muscle fiber, myofibrils dan

miofilamen yang terdiri dari filament actin (filament tipis) dan filament myosin

(filament tebal) (Nawawi, 2008). Untuk lebih jelasnya mengenai strukturl otot skelet

dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 5.2 Struktur otot rangka

Satu sel otot skelet dibungkus oleh sarcolemma yang disebut muscle fibers.

Muscle fibers yaitu myofibril yang terdiri dari filament actin (thin filaments) dan

myosin (thick filaments). Filament actin dan myosin merupakan bagian terkeci dari

otot dan pada bagian inilah pusat terjadinya gerakan dari otot secara keseluruhan.

Kontraksi otot dan relaksasi dari sebuah otot adalah sebagian akibat dari overlapnya

antara filament actin dan myosin. Filament actin terdiri dari tiga bagian yaitu:

molekul actin, troponin dan tropomiosin. Filament myosin merupakan kumpulan

Page 45: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 37

myosin tipe II yang membentuk helix (pilinan), tiap molekul myosin II terdiri atas

rod (batang), hinge (leher), head (kepala).

Gambar 5.3 Struktur Actin dan Myosin

5.4 Proses Kontraksi dan Relaksasi Otot Rangka

Effendi (2009) menjelaskan tahapan proses kontraksi dan relaksasi

miofilament myosin dan actin adalah sebagai berikut:

1. ATP binding : ATP mengikat head of myosin, mengakibatkan penurunan afinitas

myosin terhahapa actin sehingga head lepas, fase relaksasi dimulai. Fase ini juga

diperkuat dengan Ca2+ yang terlepas dari Tn-C (troponin C), Ca2+ dipompa

masuk kembali ke dalam lumen Sarcoplasmic Reticulum (SR). Tn-C yang tidak

terikat oleh Ca 2+ akan merubah konfigurasi posisi troponin – tropomyosin

complex terhadap actin.

2. ATP hydrolysis: ATP akan dihidrolisis oleh myosin ATPase menjadi ADP + Pi,

dan ini terjadi di head. Hasil hirolisis masih menempel di myosin, mengakibatkan

posisi head berubah bentuk cocked position (membentuk sudut ± 90o ), fase ini

myofibril dalam keadaan relaksasi penuh (fully relaxed).

Page 46: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 38

3. Cross – bridge formation: pada fase ini troponin C pada filament actin terikat

oleh 2 Ca 2+ , akibatnya actin – binding site terbuka dan memungkinkan head

menempel pada actin. Pada fase ini mulai terjadi kontrasi.

4. Power – stroke position: Pi (fosfat) melepas diri dari myosin, akibatnya head of

myosin yang masih menempel pada actin menarik filament actin mendekat,

sehingga sudut head dengan hinge menjadi ± 45o. Pada fase ini kontrasi

berlangsung dan otot akan memendek.

5. ADP released; ADP melepaskan diri dari myosin, akibatnya head of myosin

menuju posisi semula. Head of myosin yang sudah tidak terikat ADP akan terisi

lagi oleh ATP, dan selanjutnya kembali lagi ke fase I.

Gambar 5.4 Mekanisme kontraksi dan relaksasi otot rangka

5.5 Jenis Kontraksi Otot

Prinsip dasar otot kontraksi otot adalah menahan atau melawan kepanjangan

otot ( kontraksi otot adalah menuju ke arah pendek ), di karenakan aktin ditarik ke

arah pusat sarcomere oleh myosin. Melalui proses kontraksi otot, ketegangan

berkembang dalam jaringan otot, yang mungkin atau mungkin tidak menyebabkan

pergerakan bagian tubuh. Kontraksi, istilah yang sering berarti memadat, namun,

selama kontraksi ketegangan otot dapat menyebabkan otot tetap sama, lebih panjang

atau menjadi lebih pendek. Proses fisik kontraksi otot terjadi dengan cepat dan hanya

dalam beberapa langkah. Ada 5 Jenis kontraksi otot yaitu Isotonik (memendek),

Isometrik (tetap), Eksentrik (memanjang), Isokinetik, dan Plyometrik (Kurdi FN,

2011).

1. Isotonik

Page 47: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 39

Dalam kegiatan olahraga salah satu contoh nyata kontraksi isotonik

adalah ketika lengan seseorang mengangkat dumble. Untuk mengangkat dumble

dari posisi lengan lurus menjadi lengan di tekuk, otot biceps brachii berkontraksi

dalam pola kerja isotonik. Isotonik diartikan sebagai pola kontraksi yang

berpegang pada tonusnya tetap, sebaliknya panjang ukuran oto

berubah/memendek. Kontraksi isotonik juga disebut kontraksi otot kontraksi

konsentris atau dinamis.

2. Isometrik

Dalam olahraga, menggemgam raket tenis merupakn salah satu contoh

kontraksi isometrik otot lengan bawah. Pada saat ini otot lengan bekerja

mampertahankan agar raket tidak lepas. Musculus fleksor digitorum superficialis

dan profondus adalah otot yang berlokasi dibagian anterior lengan bawah.

Keduanya memiliki origo di tulang humerus, ulna dan radius (didaerah siku),

sedangkan insersinya ada pada basic phalangea I dan II. Dalam memegang raket

tenis, otot ini mula – mula berkontraksi secara isotonik yang menghasilkan fleksi

pada jari – jari tangan. Selanjutnya otot ini berkontraksi isometrik yang

menghasilkan dipertahankannya fleksi jari – jari untuk menggemgam gagang

raket. Disebut isometrik di ambil dari istilah Iso yang artinya ”tetap” dan metric

yang mengambarkan ”ukuran”. Kontraksi Isometrik adalah kontraksi dimana otot

tidak mengalami perubahan ukuran.

3. Eksentrik

Ketika lengan mengangkat sebuah dumbel merupakan contoh nyata

kontraksi isotonik, maka jika dumbel diturunkan kembali otot biceps brachii

mengalami kontraksi eksentrik Untuk dapat turun secara perlahan atau lengan

kembali ekstensi, maka otot biceps brachii harus bekerja dalam pola kerja

eksentrik. Disebut eksentrik sebab serabut – serabut otot bergeser keluar dari

pusat/centranya.

4. Isokinetik

Dasar Pola Isokinetik adalah Pola Isokinetik, yakni otot mengalami

pemendekan. Perbedaan yang nyata adalah bila kontrakasi isotonik setiap

lintasan gerak otot menanggung beban yang sama, pada kontraksi isokinetik

beban yang ditanggung tidak sama dan bila pada kontraksi isotonik kecepatan

Page 48: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 40

dalam menempuk lintasan gerak tidak rata, pada kontraksi isokinetik kecepatan

dalam menempuh jarak lintasan adalah rata.

5. Plyometrik

Pada dasar pola plyometrik adalah pola isotonik, yakni otot mengalami

pemendekan ke arah pusat sarcomere dengan didahului tarikan pemanjangan.

Dalam kegiatan olahraga kontraksi ini diwujudkan dalam kerja yang meledak

(melempar, meloncat) Disebut plyometrik dari istilah piyo dan metrik. Piyo

berarti berlapis – lapis, sedangkan metrik artinya ukuran panjang.sehingga

plyometrik artinya suatu kontraksi yang mempunyai lapisan-lapisan kecepatan

gerak pada setiap perubahan ukuran panjang.Artinya dalam berkontraksi

kecepatan antara meter pertama,kedua adan seterusnya ditempuh dengan yang

makin pendek(tidak sama).

5.6 Tipe Serabut Otot

Dilihat dari serabutnya, maka otot sketel di bagi menjadi dua tipe yaitu

serabut otot lambat (slow twitch) dan serabut otot cepat (fast twitch). Serabut otot

cepat dibagi kedalam dua bagian fast twitch A dan fast twitch B. Slow twitch

warnanya lebih merah sebab kandungan myoglobinya lebih tinggi karena kepadatan

kapilernya juga lebih banyak dibanding fast twitch. Dikatakan otot lambat karena

kecepatan kontraksinya lebih lambat dibanding fas twitch. Namun demikian daya

tahan otot ini lebih tinggi karenan itu cocok untuk cabang olahraga yang menuntut

daya tahan tinggi dan tidak menuntut kacepatan maksima (Nawawi, 2008).

Page 49: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 41

Tabel 5.1 Perbedaan tipe serabut otot

Berdasarkan pada tabel di atas, maka dapat kita pahami kenapa terjadi

perbedaan kemampuan (daya kontraksi) dari kedua tipe serabut otot tersebut. Setiap

manusia memiliki kedua tipe serabut otot tersebut, hanya saja persentase masing-

masing tipe otot pada seseorang bisa berbeda. Namun demikian untuk menentukan

apakah seseorang tersebut dominan memiliki tipe serabut otot lambat atau cepat

perlu juga kita ketahui, agar di dalam menempatkan posisi yang tepat bagi seorang

atlet sesuai dengan karekteristik dari cabang-cabang olahraga yang akan diikuti

(Effendi, 2009).

Nawawi (2008) menjelaskan seperti yang dilakukan oleh para ahli fisiologi

bahwa untuk menentukan tingkat distribusi tipe serabut otot rangka adalah dengan

tes laboratorium dengan cara biopsi. Biopsi dilakukan dengan cara mengambil

sampel dari otot orang yang akan dites. Selanjutnya sampel dari otot tersebut diberi

Serabut otot merah Serabut otot putih

Synonym Type I

oxidative

Type

II a II b

fast - oxidative

(oxidative-glycolytic)

fast - glycolytic

Slow twitch muscle fiber Fast twitch muscle fiber

Lama kontraksi lambat Cepat ( cepat lelah )

Fungsi Kontraksi lama Kontraksi cepat / kuat / gerakan trampil

Myoglobin Banyak Sedang Sedikit

Myosin ATP-ase Sedikit Banyak Banyak

Sarco – tubuler system Sedikit Banyak Banyak

Oxidative – enzyme

activity

Banyak Sedang Sedikit

Page 50: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 42

bahan kimia pewarna sehingga bisa ditentukan persentase distribusi tipe serabut

ototnya. Cara ini sulit dilakukan karena disamping memerlukan alat-alat khusus, juga

prosesnya menyakitkan bagi orang coba sehingga tidak mungkin untuk dilakukan

pada laboratorium yang tidak memiliki alat-alat khusus tersebut.

Cara yang paling mudah untuk dilakukan tetapi tidak bisa menentukan

dengan pasti jumlah persentasenya adalah dengan tes lapangan. Tes lapangan ini

dilakukan dengan tes lari 100 meter, dengan syarat bahwa orang yang akan dites

memiliki cirri-ciri yang hampir sama seperti sama-sama tidak terlatih, umur sama,

jenis kelamin sama, berat yang sama, tinggi badan yang sama. Kemudia dilakukan

tes lari cepat dengan jarak 100 m, bagi anak yang mencapai garis finis terlabih

dahulu kita dapat prediksikan memiliki persentase serabut otot cepat lebih dominan

dari pada anak yang mencapai garis finis lebih lambat.

Dari beberapa penelitian para ahli fisiologi membuktikan bahwa penempatan

atlet yang cocok dengan cabang olahraga yang sesuai dengan karakteristik tipe

serabut ototnya mampu membuat atlet berprestasi secara optimal. Namun perlu

diingat bahwa kesuksesan atlet bukalah ditentukan oleh tipe serabut otot yang

dimilikinya saja, tetapi juga ditentukan oleh faktor-faktor lain.

5.7 Adaptasi Otot Rangka pada Latihan

Latihan yang dilakukan secara teratur dan sistematis sesuai dengan program

yang telah dibuat dengan baik mampu memberikan efek yang signifikan terhadap

otot-otot yang terlibat dalam pelaksanaan latihan. Dengan menerapkan program

latihan yang memperhatikan prinsip ini, maka otot senantiasa akan memperoleh

rangsang yang memungkinkannya berubah, atau dengan kata lain mengalami

adaptasi. Tubuh akan melakukan adaptasi sehingga menimbulakan efek bagi otot.

Adaptasi sebagai efek latihan pada otot menyebakan terjadinya perubahan pada

sistem aerobik dan sistem anaerobik pada otot, adapun perubahannya adalah sebagai

berikut:

1. Perubahan anatomis

a. Perubabahan yang terjadi pada latihan yang bersifat aerobik

Meningkatkan hemoglobin otot

Meningkatkan jumlah kapiler darah

Page 51: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 43

Menurunya jaringan lemak di sekita otot

b. Perubahan yang terjadi pada latihan yang bersifat anaerobik

Terjadi peningkatan ukuran myofibril terutama serabut putih

2. Perubahan Fisiologis

a. Efek fisiologis dari latihan yang bersifat aerobik

Menigkatkan oksidasi karbohidrat (ukuran mitokondrian dan enzim-enzim

siklus kreb meningkat)

Meningkatkan oksidasi lemak otot

b. Efek fisiologis dari latihan yang bersifat anaerobik

Meningkatnya kapasitas sistem ATP-PC (simpanan ATP-PC dan aktivitas

enzim pemecah ATP meningkat)

Meningkanya kapasitas glikolitik

3. Perubahan relatif pada otot fast twitch dan slow twitch

Menurut Nawawi (2008) efek latihan yang terjadi mengalami perbedaan

tingkat pada masing-masing tipe serabut otot. Efek latihan terhadap keduanya

dipengaruhi oleh tipe latihan, intesitas latihan dan durasi latihan. Berikut adalah

spesifiksi perubahan tersebut:

a. Meningkatnya kapasitas aerobik

Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa tipe serabut otot fast

twitch memiliki kapasitas oksidatif lebih rendah dibandingkan dengan tipe

serabut otot slow twitch, namun dengan melakukan latihan keras, kapasitas

kedua tipe serabut otot tersebut sama-sama meningkatkan. Ini menunjukan

bahwa karakteristik kedua tipe serabut otot ini tidak berubah, dengan kata

lain walau sama-sama meningkat namun kapasitas oksidatif otot slow twitch

tetap lebih tinggi jika dibandingkan dengan otot fast twitch

b. Hipertropi yang tergantung pada bentuk latihan

Hipertropi adalah peningkatan massa otot. Hipertropi pada fast twitch

diperoleh dengan latihan kekuatan dan slow twitch dengan latihan daya tahan.

Page 52: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 44

Hipertropi biasa terjadi pada latihan kekuatan namun akibat latihan daya

tahan, otot juga akan mengalami sedikit hipertropi.

5.8 Kelelahan Otot (Fatiq)

Nawawi (2008) menjelaskan kelelahan dapat diartikan sebagai

ketidakmampuan suatu otot untuk mempertahankan tenaga yang diperlukan pada saat

melakukan aktivitas. Hal ini ditandai dengan semakin menurunnya kapasitas kerja

yang dilakukan, misalnya saat sedang berlari maka kecepatan lari melambat bahkan

bisa berhenti, ini menunjukan otot-otot yang terlibat dalam melakukakn gerakan lari

tidak memiliki tenaga yang cukup dalam melaksanakan gerakan tersebut.

Menurut para ahli fisiologi ada beberapa kemungkinan letak penyebab

kelelahan otot rangka yaitu sebagai berikut:

1. Syaraf motor, yaitu serabut syaraf yang mengirimkan impuls (ransangan)

dari otak ke otot berkurang sehingga otot tidak terangsang untuk

bergerak.

2. Neomuscular junction (sambungan syaraf dan otot) kemungkinan di

daerah ini terjadi penurunan kapasitas transfer impuls dari syaraf ke otot.

3. Kelelahan bisa juga terjadi pada unit kontraktil itu sendiri yang

melibatkan actin dan myosin dengan dukungan dari ATP sebagai sumber

energi. Habisnya persedian ATP merupakan salah satu penyebab

kelelahan, selain itu bahan-bahan untuk menghasilkan energi terutama

glukosa juga sudah habis. Penumpukan asam laktat seperti yang telah

dijelaskan sebelumnya juga dapat menyebabkan konsentrasi pH menurun

sehingga menyababkan terganggunya proses kontraksi yang juga

menimbulkan kelelahan.

4. Faktor-faktor lain yang ikut menyebabkan kelelahan adalah kurang

tersedianya oksigen baik dilingkungan maupun oksigen yang ada di

dalam jaringan tubuh. Rendahnya oksigen ini menyebabkan menurunnya

metabolisme energi secara aerobik, sehingga produksi energi juga

menurun. Disamping itu menurunnya aliran darah ke otot yang sedang

aktif ternyata juga dapat menjadi penyebab timbulnya kelelahan pada otot

itu sendiri.

Page 53: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 45

5.9 Kelainan pada Otot

Effendi (2009) menjelaskan beberapa kelainan otot terjadi akibat penggunaan

yang diluar batas (over uses) biasanya terjadi pada saat aktivitas yang berat seperti

olahraga. Beberapa kelaianan otot diantaranya:

1. Spasme otot rangka (muscle cramp) adalah terjadi bila otot sedang melakukan

kontraksi kuat atau maksimal yang tidak diikuti dengan relaksasi, Keadaan

tersebut akibat kekurangan dalam penyediaan ATP.

2. Hipertropi terjadi bila otot melakukan kerja secara terus menerus maka otot

akan membesar, setiap diameter serabut syaraf juga akan membesar, tetapi

jumlah serabut serabut di dalamnya tetap atau tidak bertambah.

3. Hiperplasia adalah membesarnya otot, karena jumlah serabut yang bertambah.

4. Atropi terjadi bila otot tidak digunakan (misalnya sakit shg tidak berjalan

karena sakit) maka otot akan mengecil. Hal ini sering terjadi pada pasien-pasien

yang harus beristirahat dalam waktu yang lama (long bed rest).

Rangkuman

Terdapat tiga jenis otot diantaranya otot rangka, otot jantung, dan otot polos.

Perbedaan ketiga otot tersebut adalah fungsinya masing-masing, selain itu ketiga otot

tersebut juga berbeda dalam hal striated dan vonlunternya. Otot bekerja

menggerakan tubuh dengan cara melakukan proses kontraksi dan relaksasi. Secara

anantomis (struktur) sebuah otot rangka terdiri dari beberapa bagian seperti:

fasciculus, muscle fiber, myofibrils dan miofilamen yang terdiri dari filament actin

(filament tipis) dan filament myosin (filament tebal). Pada saat proses kontraksi dan

relaksai otot rangka terjadi pergeseran (sliding) antara filament actin dan filament

myosin. Dilihat dari serabutnya, maka otot sketel di bagi menjadi dua tipe yaitu

serabut otot lambat (slow twitch) dan serabut otot cepat (fast twitch). Serabut otot

cepat dibagi kedalam dua bagian fast twitch A dan fast twitch B. Setiap manusia

memiliki kedua tipe serabut otot tersebut, hanya saja persentase masing-masing tipe

otot pada seseorang bisa berbeda. Namun demikian untuk menentukan apakah

seseorang tersebut dominan memiliki tipe serabut otot lambat atau cepat perlu juga

Page 54: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 46

kita ketahui, agar di dalam menempatkan posisi yang tepat bagi seorang atlet sesuai

dengan karekteristik dari cabang-cabang olahraga yang akan diikuti.

Latihan

Bentuk kelompok kemudian masing-masing kelompok menjelaskan

kelebihan dan kekurangan masing-masing tipe serabut otot serta mencari cabang

olahraga yang sesuai dengan masing-masing tipe serabut otot tersebut.

Tes formatif

1. Tuliskan 3 jenis otot dan jelaskan perbedaan jenis-jenis otot tersebut!

2. Bagaimanakah proses terjadinya pergeseran (sliding) antara actin dan myosin?

3. Apa peranan ATP dan kalsium dalam proses kontraksi dan relaksasi otot?

4. Jelaskan perbedaan isotonik, isometric dan eksentrik!

5. Mengapa perlu meletakan calon atlet sesuai pada tipe serabut otot yang dimiliki

calon atlet tersebut?

6. Mengapa latihan aerobik menurunkan simpanan lemak otot?

7. Jelaskan perbedaan hipertropi, hiperplasia, dan antropi!

Page 55: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 47

BAB VI

SISTEM RESPIRASI

Respirasi atau ventilasi atau disebut juga pernafasan adalah suatu proses

pertukaran gas yang terjadi antara organisme tubuh dengan lingkungan sekitarnya.

Guyton (2006) menjelaskan ketika tubuh membutuhkan oksigen (O2) maka tubuh

akan menghirup oksigen yang berada di lingkungan melalui organ pernapasan. Pada

keadaan tertentu tubuh kelebihan karbon dioksida (CO2) maka tubuh berusaha

mengeluarkan kelebihan tersebut melalui organ pernapasan. Berdasarkan penjelasan

diatas terdapat dua proses dalam respirasi. Pertama adalah proses tubuh menghirup

oksigen dari lingkungan yang disebut inspirasi, kedua proses tubuh mengeluarkan

karbon dioksida yang ada di dalam tubuh ke lingkungan yang disebut dengan proses

ekspirasi.

Menurut Syaifuddin (2011) respirasi memiliki keguanaan antara lain:

1. Mengambil oksigen dari luar masuk ke dalam tubuh, beredar dalam darah

selanjutnya terjadi proses oksidasi dalam sel atau jaringan.

2. Mengeluarkan karbon dioksida yang terjadi dari sisa-sisa hasil metabolisme

energi di dalam sel yang selanjutnya dibawah oleh darah untuk dikeluarkan

melalui organ pernapasan.

3. Untuk melindungi sistem permukaan dari kekurangan cairan dan mengubah suhu

tubuh.

4. Melindungi sistem pernapasan dari jaringan lain terhadap serangan patogenetik.

5. Untuk pembentukan komunikasi seperti berbicara, bernyanyi, berteriak dan

menghasilkakn suara.

6.1 Jenis Respirasi

Sebagian besar orang berpikir bahwa respirasi sebagai proses menghirup dan

menghembuskan udara. Namun dalam fisiologi respirasi memiliki arti yang lebih

luas, respirasi mencakup dua proses yang terpisah tetapi berkaitan yaitu respirasi

eksternal dan respirasi internal.

Tujuan

Menjelaskan respirasi internal dan eksternal, proses pertukaran gas, dan

peran otot-otot pernafasan dalam mekanisme respirasi.

Page 56: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 48

1. Respirasi Eksternal

Respirasi eksternal merupakan keseluruhan rangkaian proses kejadian

dalam pertukaran oksigen dan karbon dioksida antara lingkungan luar (eksternal)

dan sel tubuh. Menurut Sherwood (2012) respirasi eksternal mencakup empat

langkah, yaitu:

a. Udara secara bergantian dimasukkan ke paru dan keluar dari paru sehingga

udara dapat dipertukarkan antara atmosfer (lingkungan eksternal) dan

kantung udara (alveolus) paru.

b. Oksigen dan karbon dioksida dipertukarkan antara udara di alveolus dan

darah di dalam kapiler paru melalui proses difusi.

c. Darah mengangkut oksigen dan karbondioksida antara paru dan jaringan.

d. Oksigen dan karbon dioksida dipertukarkan anrata jaringan dan darah melalui

proses difusi menembus kapiler sistemik (jaringan).

2. Respirasi Internal

Sherwood (2011) menjelaskan respirasi internal atau respirasi sel

merupakan proses-proses metabolik intrasel yang dilakukan di dalam sel

(mitokondria) yang menggunakan oksigen untuk menghasilkan energi dan

menghasilkan karbon dioksida sebagai limbah metabolisme yang akan

dikeluarkan dari tubuh. Bahan penghasil energi seperti karbohidrat, lemak,

protein yang kita peroleh dari makanan yang kita konsumsi akan melalui proses

oksidasi di dalam sel dengan menggunakan oksigen untuk kemudian

menghasillkan energi berupa ATP. Proses pembentukan energi ini juga

menghasilkan karbon dioksida yang merupakan limbah yang bersifat racun yang

harus dikeluarkan dari dalam tubuh.

Gambar 6.1 Respirasi eksternal dan respirasi internal

Page 57: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 49

6.2 Organ atau Saluran Pernafasan

Nawawi (2008) menjelaskan saluran pernafasan adalah suatu ruang yang

dilewati oleh udara baik ke luar maupu masuk ke paru-paru. Sedangkan organ

pernafasan adalah alat untuk bagian dari saluran pernafasan. Saluran pernafasan

dimulai dari hidung, laring, faring, trachea, bronchus, bronchiolus (terminal dan

respiratorik) dan alveoli. Bagian-bagian saluran pernafasan yang dilewati oleh udara

tersebut juga termasuk dari organ-organ pernafasan.

Gambar 6.2 Saluran dan organ pernafasan

Lebih lanjut Guyton (2006) menjelaskan paru-paru merupakan organ

pernapasan yang didalamnya terdapat saluran nafas bronchus, bronchioulus dan

alveoli. Selaput bagian dalam yang langsung menyelaputi paru-paru disebut pleura

dalam (pleura visceralis) dan selaput yang menyelaputi rongga dada yang

bersebelahan dengan tulang rusuk disebut pleura luar (pleura parietalis). Selanjutnya

akan dibahas saluran respirasi satu persatu.

1. Hidung

Hidung merupakan organ tubuh yang berfungsi sebagai alat pernafasan

dan indra penciuman. Dalam keadaan normal, udara masuk ke dalam sistem

pernapasan melalui rongga hidung. Vestibulum rongga hidung berisi serabut-

serabut halus. Epitel verstibulum berisi rambut-rambut halus yang mencegah

Page 58: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 50

masuknya benda-benda asing yang mengganggu proses pernafasan. Menurut

syaifuddin (2011) fungsi hidung dalam proses pernafasan meliputi:

a. Udara dihangatkan oleh permukaan konka dan septum nasalis.

b. Udara dilembabkan. Sejumlah besar udara yang melewati hidung bila

mencapai faring kelembapannya lebih kurang 75%.

c. Kotoran disaring oleh bulu-bulu hidung. Partikel di rongga disaring oleh

rambut vestibular, lapisan mukosiliar, dan lisozim.

2. Faring

Syaifuddin (2011) menjelaskan udara dari rongga hidung masuk ke

faring. Faring merupakan percabangan dua saluran, yaitu saluran

pernapasan (nasofarings) pada bagian depan dan saluran pencernaan

(orofarings) pada bagian belakang. Walaupun demikian, saraf kita akan

mengatur agar peristiwa menelan, bernapas, dan berbicara tidak terjadi

bersamaan sehingga mengakibatkan gangguan kesehatan. Pada bagian belakang

faring (posterior) terdapat laring (tekak) tempat terletaknya pita suara (pita

vocalis). Masuknya udara melalui faring akan menyebabkan pita suara bergetar

dan terdengar sebagai suara.

3. Laring

Laring adalah organ pada leher mamalia yang melindungi trakea dan

terlibat dalam produksi suara. Laring adalah saluran pernapasan yang membawa

udara menuju ke trakea fungsi utama laring adalah untuk melindungi saluran

pernapasan dibawahnya dengan cara menutup secara cepat pada stimulasi

mekanik, sehingga mencegah masuknya benda asing ke dalam saluran napas.

Laring mengandung pita suara (vocal cord). Laring berada di depan faring yang

menuju ke esofagus dan secara vertikal Laring terdapat di antara trakea dan akar

lidah, pada bagian atas dan depan dari leher.

4. Tranchea

Teranchea berbentuk pipa yang panjangnya sekitar 10 cm, terletak

sebagian di leher dan sebagian di rongga dada (torak). Dinding tenggorokan tipis

dan kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada bagian dalam rongga

bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang masuk ke

saluran pernapasan. Syaifuddin (2011) menjelaskan di paru-paru trakea

Page 59: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 51

bercabang dua membentuk bronkus. Dinding tenggorokan terdiri atas tiga

lapisan berikut.

a. Lapisan paling luar terdiri atas jaringan ikat.

b. Lapisan tengah terdiri atas otot polos dan cincin tulang rawan. Trakea

tersusun atas 16–20 cincin tulang rawan yang berbentuk huruf C. Bagian

belakang cincin tulang rawan ini tidak tersambung dan menempel pada

esofagus. Hal ini berguna untuk mempertahankan trakea tetap terbuka.

c. Lapisan terdalam terdiri atas jaringan epitelium bersilia yang menghasilkan

banyak lendir. Lendir ini berfungsi menangkap debu dan mikroorganisme

yang masuk saat menghirup udara.

Selanjutnya, debu dan mikroorganisme tersebut didorong oleh gerakan

silia menuju bagian belakang mulut. Akhirnya, debu dan mikroorganisme

tersebut dikeluarkan dengan cara batuk. Silia-silia ini berfungsi menyaring

benda-benda asing yang masuk bersama udara pernapasan.

5. Bronchus

Bronchus merupakan cabang tranchea, jumlahnya sepasang, yang satu

menuju paru-paru kanan dan yang satu menuju paru-paru kiri. Struktur lapisan

mukosa bronkus sama dengan trakea, hanya tulang rawan bronkus bentuknya

tidak teratur dan pada bagian bronchus yang lebih besar cincin tulang rawannya

melingkari lumen dengan sempurna. Bronkus bercabang-cabang lagi menjadi

bronkiolus. Fungsi utama bronkus adalah menyediakan jalan bagi udara yang

masuk dan keluar paru-paru (Lukanigsih, 2011).

6. Bronchioulus

Bronchiolus merupakan cabang dari bronkus. Bronchiolus bercabang-

cabang menjadi saluran yang semakin halus, kecil, dan dindingnya semakin

tipis. Bronchiolus tidak mempunyai tulang rawan tetapi rongganya bersilia.

Setiap bronchiolus bermuara ke alveolus. Lukaningsih (2011) menjelaskan ciri

khas bronchiolus adalah tidak adanya tulang rawan dan kelenjar pada

mukosanya, pada bagian awal dari cabang bronchiolus hanya memiliki sebaran

sel globet dan epitel.

7. Alveoli

Bronchiolus bermuara pada alveoli, strukturnya berbentuk bola-bola

mungil yang diliputi oleh pembuluh-pembuluh darah. Dindingnya tipis, lembap,

Page 60: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 52

dan berlekatan erat dengan kapiler-kapiler darah. Alveolus terdiri atas satu lapis

sel epitelium pipih dan di sinilah darah hampir langsung bersentuhan dengan

udara. Epitel pipih yang melapisi alveoli memudahkan terjadinya difusi gas

pernapasan sehingga darah di dalam kapiler-kapiler darah mengikat oksigen dari

udara dalam rongga alveolus. Guyton menjelaskan (2006) adanya alveolus

memungkinkan terjadinya perluasan daerah permukaan yang berperan penting

dalam pertukaran gas oksigen dari udara bebas ke sel-sel darah dan karbon

dioksida dari sel-sel darah ke udara.

Gambar 6.3. Bronchiolus dan alveoli

6.3 Otot-otot Pernafasan

Disamping organ dan saluran pernafasan terdapat otot-otot rangka yang

membantu proses respirasi. Nawawi (2008) menjelaskan otot-otot tersebut ada yang

disebut otot inspirasi karena membantu proses inspirasi dan otot ekspirasi karena

membantu proses ekspirasi. Otot yang utama membantu proses inspirasi adalah

diafragma. Otot diafragma terletak di bawah paru dan melekat pada rongga pleura

paru. Otot-otot lain yang membantu inspirasi diantaranya musculus eksternal

intercotalis yang berfungsi untuk mengangkat tulang rusuk sehingga rongga dada

bertambah besar, musculus scalenus, sternocleidomastoideus, dan otot travezeus.

Sementara untuk proses ekspirasi dibantu oleh otot-otot ekspirasi seperti

musculus rectus abdominalis yang berfungsi menegangkan perut dan menekan tulang

rusuk bagian bawah, musculus internal intercostalis yang berfungsi menarik tulang-

tulang rusuk ke bawah sehingga tulang rusuk mendekat satu sama lain dan

membantu memperkecil rongga dada.

Page 61: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 53

Gambar 6.4 Otot-otot pernapasan

6.4 Mekanisme Respirasi

Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan

udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar

rongga dada lebih besar maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam

rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.Sehubungan dengan organ yang

terlibat dalam pemasukkan udara (inspirasi) dan pengeluaran udara (ekspirasi) maka

menurut Syaifuddin (2011) mekanisme pernafasan dibedakan atas dua macam, yaitu

pernafasan dada dan pernafasan perut. Pernafasan dada dan perut terjadi secara

bersamaan.

1. Pernafasan dada

Pernapasan dada adalah pernapasan yang melibatkan otot antar tulang

rusuk. Mekanismenya dapat dibedakan sebagai berikut:

a. Fase inspirasi. Fase ini berupa berkontraksinya otot antartulang rusuk

sehingga rongga dada membesar, akibatnya tekanan dalam rongga dada

menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya

oksigen masuk.

b. Fase ekspirasi. Fase ini merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot antara

tulang rusuk ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk

sehingga rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam

rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam

rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

Page 62: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 54

2. Pernafasan perut

Pernapasan perut merupakan pernapasan yang mekanismenya

melibatkan aktifitas otot diafragma yang membatasi rongga perut dan rongga

dada. Mekanisme pernapasan perut dapat dibedakan menjadi dua tahap yakni

sebagai berikut:

a. Fase Inspirasi. Pada fase ini otot diafragma berkontraksi sehingga diafragma

mendatar, akibatnya rongga dada membesar dan tekanan menjadi kecil

sehingga udara luar masuk.

b. Fase Ekspirasi. Fase ekspirasi merupakan fase berelaksasinya otot diafragma

(kembali ke posisi semula, mengembang) sehingga rongga dada mengecil dan

tekanan menjadi lebih besar, akibatnya udara keluar dari paru-paru.

Gambar 6.5 Mekanisme respirasi

6.5 Pertukaran Gas

Seperti yang telah dijelaskan sebelumya udara yang kita hirup akan masuk ke

dalam alveoli kemudian terjadi pertukaran gas antara alveoli dan pembuluh darah

kapiler. Selajutnya darah angkat membawa gas untuk di alirkan ke sel yang

membutuhkan, setelah mencapai sel maka terjadi pertukaran udara antara sel dan

pembuluh darah. Sherwood (2011) menjelaskan pertukaran gas pada membran

kapiler dengan alveoli dan membran kapiler dengan sel dan jaringan terjadi melalui

proses difusi. Difusi merupakan perpindahan zat dari konsentrasi yang tinggi ke

konsentrasi yang rendah. Perpindahan zat secara difusi disebabkan adanya perbedaan

Page 63: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 55

tekanan. Tekanan yang dimaksud disini adalah tekanan gas yang disebut dengan

tekanan parsial oksigen (PO2) dan tekanan parsial karbon dioksida (PCO2).

Selisih tekanan parsial antara gas merupakan kunci dari pergerakan gas yang

bergerak mengalir dari alveoli masuk ke dalam jaringan melalui pembuluh darah.

Pada keadaan normal tekanan molekul oksigen di dalam alveoli sekitas 60 mm Hg

lebih besar dari tekanan oksigen yang ada di dalam pembuluh darah. Tekanan

oksigen di alveoli lebih tinggi dari pada tekanan oksigen di pembuluh darah sehingga

terjadi proses difusi oksigen dari alveoli menuju pembuluh darah. Sebaliknya

tekanan karbon dioksida pada pembuluh darah yang menuju alveoli lebih besar di

bandingkan tekanan karbondioksida di alveoli, ini terjadi karena darah membawa

karbon dioksida yang merupakan limbah hasil metabolisme energi tubuh. Perbedaan

tekanan ini membuat karbon dioksida juga berdifusi dari pembuluh darah menuju

alveoli kemudian di keluarkan keluar tubuh melalui saluran nafas. Sehingga sewaktu

darah meninggalkan alveoli darah tersebut merupakan darah yang kaya oksigen.

Di dalam jaringan, oksigen yang dipakai untuk proses metabolisme energi

jumlahnya hampir sama dengan jumlah karbondioksida yang dihasilkan. Pada saat

keadaan normal tekanan tekanan oksigen pada pembuluh darah arteri yang membawa

oksigen dari lingkungan lebih besar dibandingkan tekanan oksigen yang ada didalam

sel. Perbedaan tekanan oksigen di dalam darah dan di dalam sel membuat oksigen

berdifusi ke dalam sel. Di dalam sel, oksigen akan dipergunakan untuk proses

oksidasi pembentukan energi berupa ATP, dan menghasilkan limbah berupa karbon

dioksida. Akibat proses ini tekanan karbon dioksida di dalam sel menjadi lebih besar

dibandingkan dengan tekanan karbon dioksida di dalam darah, sehingga dalam waktu

yang bersamaan karbon dioksida berdifusi dari dalam sel menuju pembuluh darah.

Darah yang mengandung karbon dioksida akan mengalir menuju jantung dan jantung

akan memompa darah tersebut menuju paru-paru untuk dikeluarkan karbon

dioksidanya melalui saluran nafas dengan proses ekspirasi.

6.6 Transport Gas

Seperti yang dijelaskan sebelumnya oksigen dan karbon dioksida diangkut

oleh darah. Darah bekerja sebagai sistem transport untuk oksigen dan karbondioksida

antara paru dan sel. Bagaimana darah mengangkut oksigen dan karbon dioksida akan

dibahas pada bagian ini.

Page 64: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 56

Guyton (2006) menjelaskan setelah oksigen dari lingkungan berdifusi dari

alveoli menuju pembuluh darah, oksigen akan bergabung dengan hemoglobin.

Selanjutnya oksigen akan diangkut oleh plasma darah dan hemoglobin yang

terkandung di dalam sel –sel darah merah. Jumlah darah yang bisa diangkut oleh

plasma darah sangat sedikit, sebagian besar oksigen yang masuk ke dalam darah

akan berdifusi ke dalam sel-sel darah merah bercampur secara kimiawi dengan

hemoglobin (Hb) untuk membentuk oksihemoglobin (HbO2). Proses pengikatan ini

meningkatkan kapasitas darah untuk mengikat oksigen sekitar 65 kali.

Hemoglobin memiliki kemampuan yang tinggi untuk berikatan dengan

oksigen. Satu molekul hemoglobin terdiri dari satu protein globin dan empat zat besi

(heme), setiap kelompok heme mampu bersatu secara kimiawi dengan satu molekul

oksigen sehingga satu molekul hemoglobin mampu membawa empat molekul

oksigen. Banyak sedikitnya jumlah oksigen yang mampu dibawa oleh darah

tergantung jumlah dari hemoglobin dalam sel darah merah.

Sebelumnya telah dijelaskan karbon dioksida merupakan produk akhir utama

dari metabolisme oksidatif. Konsumsi oksigen dan produksi karbon dioksida terjadi

di dalam mitokondria seiring dengan terjadinya respirasi seluler. Jumlah karbon

dioksida yang berlimpah menghasilkan keasaman yang bersifat racun bagi sel tubuh,

maka karbon dioksida yang berlimpah tersebut harus dibuang dengan cepat.

Sherwood (2011) menjelaskan karbon dioksida dibawah oleh darah dengan bentuk

terlarut dan berikatan secara kimia. Hanya sebagian kecil yang berbentuk terlarut

(5%) dan sebagian besar bereaksi secara kimia setelah memasuki darah (95%).

Secara kimia karbon dioksida dalam darah akan berikatan dengan air (H2O) untuk

membentuk asam karbonat (H2CO3) dan berikatan dengan hemoglobin untuk

membentuk karbaminohemoglobin.

6.7 Ruang Rugi (Dead Space)

Pada saat kita bernafas (inpirasi) maka udara dari lingkungan masuk kedalam

paru melalui saluran pernafasan. Namun sebagian udara yang diinspirasi tidak pernah

sampai pada daerah pertukaran gas, udara tersebut tetap berada di saluran nafas dan

akan keluar kembali ke lingkunga ketika ekspirasi. Nawawi (2008) menjelaskan

udara yang masuk dalam saluran pernafasan akan tetapi tidak mengalami pertukaran

gas disebut dengan udara ruang rugi. udara ini disebut udara ruang rugi sebab tidak

Page 65: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 57

berguna untuk pertukaran gas dan salurannya di sebut ruang rugi. Ruang rugi dimulai

dari hidung, mulut, faring laring, trachea, bronchus, dan bronchiolus. Pada keadaan

normal, volume udara ruang rugi sekitar 150-200 ml atau sekitar 30% dari volume

tidal istirahat.

Lebih lanjut Setiadi (2007) menjelaskan secara anatomi ruang rugi adalah

udara yang berada hidung, mulut, faring laring, trachea, bronchus, dan bronchiolus.

Namun beberapa alveoli dengan sendirinya tidak berdifusi atau hanya sebagian

berfungsi karena tidak ada atau jeleknya aliran darah melalui paru-paru yang

berdekatan, sehingga harus dipertimbangkan sebagai ruang rugi. Bila alveoli yang

tidak berfungsi dimasukkan ke dalam ruang rugi total maka ini dinamakan ruang rugi

fisiologik. Pada orang normal ruang rugi anatomi dan fisiologik hampir sama karena

semua alveoli berfungsi dengan baik. Pada orang yang alveolinya tidak berfungsi

atau berfungsi sebagian, ruang rugi fisiologi bisa mencapai 10 kali ruang rugi

anatomi.

6.8 Konsep Penggunaan Oksigen dalam Olahraga

Dalam kegiatan olahraga otot bekerja dalam berbagai pola kontraksi. Dalam

berkontraksi otot memerlukan energi yang diperoleh dari pemecahan ATP. Bila ATP

yang dapat disediakan seimbang dengan ATP yang diperlukan oleh tubuh, maka

tidak akan terjadi perubahan metabolisme yang signifikan. Pada umumnya pada saat

berolahraga kebutuhan ATP akan mengalami peningkatan. Makin berat olahraga

yang dilakukan makin tinggi lonjakan kebutuhan ATP. Untuk menghasilkan ATP

secara aerobic diperlukan oksigen yang mencukupi.

Peningkatan ventilasi paru terjadi sejak sebelum kerja fisik dimulai. Hal ini

disebabkan rangsangan dari korteks serebri akibat adanya stres. Peningkatan ventilasi

terjadi sangat cepat pada detik-detik pertama kerja fisik. Keadaan ini disebabkan

karena rangsangan yang berasal tendon dan sendi yang ada dalam keadaan aktif.

Ventilasi paru istirahat adalah 500 x 12 = 6000 ml/men atau 6 L/men.

Peningkatan ventilasi paru pada intensitas kerja fisik maksimal dapat meningkat

sampai 20 kali keadaan istirahat (=120 L/men.). Bila kerja submaksimal adalah 75%

dari kerja fisik maksimal, maka dalam keadaan submaksimal ventilasi paru adalah

sebesar 90 L/men.

Page 66: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 58

Pada fase pemulihan, ventilasi paru turun secara cepat di awal, kemudian

melambat mendekati kondisi istirahat. Keadaan ini diperlukan untuk pengembalian

hutang oksigen alaktasid dan hutang oksigen laktasid. Pada fase recovery/pemulihan

terjadi proses membentuk kembali sistem fosfagen dan membayar kembali bagian

cadangan oksigen dari hutang oksigen yang ada didalam tubuh atau hutang oksigen

alaktasid. Kemudian untuk waktu berikutnya dengan kecepatan yang lebih rendah

terjadi pengembalian hutang oksigen untuk proses memindahkan asam laktat, disebut

hutang oksigen asam laktat.

Gambar 6.6 Grafik pemakaian oksigen selama latihan

Rangkuman

Respirasi atau disebut juga pernafasan adalah suatu proses pertukaran gas

yang terjadi antara organisme tubuh dengan lingkungan sekitarnya. Dalam proses

respirasi terjadi pertukaran gas oksigen dan karbondioksida antara tubuh dan

lingkungan luar. respirasi memiliki arti yang lebih luas, respirasi mencakup dua

proses yang terpisah tetapi berkaitan yaitu respirasi eksternal dan respirasi internal.

Respirasi ekternal terjadi antara lingkungan eksternal dan tubuh sedangkan respirasi

internal terjadi di dalam sel. Oksigen yang masuk akan membantu proses

metabolisme energi untuk menghasilkan ATP, sebagai limbah dalam proses

metabolisme tersebut berupa karbondioksida yang dikeluarkan dari tubuh melalui

saluran pernafasan. Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh

perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika

tekanan di luar rongga dada lebih besar maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila

tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar. Pertukaran gas pada

Page 67: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 59

membran kapiler dengan alveoli dan membran kapiler dengan sel dan jaringan terjadi

melalui proses difusi. Difusi merupakan perpindahan zat dari konsentrasi yang tinggi

ke konsentrasi yang rendah. Perpindahan zat secara difusi disebabkan adanya

perbedaan tekanan. Proses difusi menyebabkan perpindahan oksigen ke dalam sel

sedangkan karbondioksida keluar dari dalam sel dan dibuang melalui saluran nafas.

Latihan

1. Mengapa respirasi penting dalam kehidupan manusia?

2. Jelaskan respirasi eksternal dan respirasi internal!

3. Bagaimanakah proses pertukaran gas antara alveoli dan pembuluh darah?

4. Mengapa bisa terjadi difusi gas pernafasan antara pembuluh darah dan sel tubuh?

5. Bagaimanakah mekanisme pernafasan dan peranan otot-otot pernafasan dalam

mekanisme tersebut?

Page 68: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 60

BAB VII

SISTEM KARDIOVASKULER

Kardiovaskuler terdiri dari dua suku kata yaitu cardiac dan vaskuler. Cardiac

yang berarti jantung dan vaskuler yang berarti pembuluh darah. Sistem

kardiovaskuler bertugas mengedarkan darah ke seluruh tubuh dimana darah

mengandung oksigen dan nutrisi yang diperlukan sel/jaringan untuk metabolisme.

Menurut Setiadi (2007) sistem kardiovaskular merupakan suatu sistem transport

tertutup yang terdiri atas :

1. Jantung, yang berfungsi sebagai pemompa yang melakukan tekanan terhadap

darah agar dapat mengalir ke jaringan.

2. Pembuluh darah, berfungsi sebagai saluran yang digunakan agar darah dapat

didistribusikan ke seluruh tubuh.

3. Darah, berfungsi sebagai media transportasi segala material yang akan

didistribusikan ke seluruh tubuh.

7.1 Anatomi Jantung

Setiadi (2007) menjelaska jantung merupakan sebuah organ yang terdiri otot.

Cara bekerjanya menyerupai otot polos yaitu di luar kemauan kita (dipengaruhi oleh

susunan saraf otonom). Letak jantung di dalam rongga dada sebelah depan (kavum

mediastinum anterior), sebelah kiri bawah dari pertengahan rongga dada , diatas

diafragma, dan pangkalnya terdapat di belakang kiri antara kosta V dan VI dua jari di

bawah papilla mama Pada dewasa, rata-rata panjangnya kira-kira 12 cm, dan lebar 9

cm, dengan berat 300 sakpai 400 gram.

Tujuan

Menjelaskan sirkulasi jantung, denyut jantung (heart rate), isi sekuncup

(stroke volume), dan curah jantung (cardiac output), serta perbedaan antara

arteri, vena dan kapiler

Page 69: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 61

Gambar 7.1 Letak jantung

Secara anatomis Syafuddin (2011) menjelaskan jantung terdiri atas empat

ruang dan empat katup yang membantu jantung dalam menjalankan fungsinya untuk

memompa darah.

1. Ruang jantung

Jantung terdiri dari empat ruang, terdapat dua atrium yang berdiding tipis dan

dua ventrikel yang berdiding tebal pada bagian anterior. Masing masing ventrikel

dan atrium terdapat di bagian kiri dan kanan maka dari itu disebut atrium kiri dan

atrium kanan serta ventrikel kiri dan ventrikel kanan.

a. Atrium kanan berfungsi sebagai penampungan darah yang rendah oksigen

dari seluruh tubuh. Darah tersebut mengalir melalui vena kava superior, vena

kava inferior, serta sinus koronarius yang berasal dari jantung sendiri. Dari

atrium kanan kemudian darah di pompakan ke ventrikel kanan.

b. Ventrikel kanan menerima darah dari atrium kanan lalu memompa darah

tesebut ke paru-paru melalui arteri pulmonalis.

c. Atrium kiri menerima darah yang kaya akan oksigen dari paru melalui empat

buah vena pulmonalis kemudian darah dialirkan ke ventrikel kiri.

d. Ventrikel kiri menerima darah dari atrium kiri kemudian memompakannya ke

seluruh tubuh melalui aorta.

2. Katup Jantung

Katup jantung berfungsi mempertahankan aliran darah searah melalui bilik-

bilik jantung. Setiap katub berespon terhadap perubahan tekanan. Katub-katub

terletak sedemikian rupa, sehingga mereka membuka dan menutup secara pasif

karena perbedaan tekanan, serupa dengan pintu satu arah. Membuka dan menutupnya

katup jantung terjadi karena perubahan tekanan pada saat jantung kontraksi dan

Page 70: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 62

relaksasi.Setiap katup jantung membantu aliran darah satu arah dengan cara

membuka dan menutup katup untuk mencegah aliran balik.

a. Katup trikuspidalis (tricuspid valve)

Katup trikuspidalis berada diantara atrium kanan dan ventrikel kanan.

Bila katup ini terbuka, maka darah akan mengalir dari atrium kanan menuju

ventrikel kanan. Katup trikuspid berfungsi mencegah kembalinya aliran darah

menuju atrium kanan dengan cara menutup pada saat kontraksi ventrikel. Sesuai

dengan namanya, katup trikuspid terdiri dari 3 daun katup.

b. Katup pulmonal (pulmonary valve)

Setelah katup trikuspid tertutup, darah akan mengalir dari dalam ventrikel

kanan melalui trunkus pulmonalis. Trunkus pulmonalis bercabang menjadi arteri

pulmonalis kanan dan kiri yang akan berhubungan dengan jaringan paru kanan

dan kiri. Pada pangkal trunkus pulmonalis terdapat katup pulmonalis yang terdiri

dari 3 daun katup yang terbuka bila ventrikel kanan berkontraksi dan menutup

bila ventrikel kanan relaksasi, sehingga memungkinkan darah mengalir dari

ventrikel kanan menuju arteri pulmonalis.

c. Katup bikuspidalis atau mitralis (bicuspid valve)

Katup bikuspid atau katup mitral mengatur aliran darah dari atrium kiri

menuju ventrikel kiri. Seperti katup trikuspid, katup bikuspid menutup pada saat

kontraksi ventrikel. Katup bikuspid terdiri dari dua daun katup.

d. Katup aortic (aortic valve)

Katup aorta terdiri dari 3 daun katup yang terdapat pada pangkal aorta.

Katup ini akan membuka pada saat ventrikel kiri berkontraksi sehingga darah

akan mengalir keseluruh tubuh. Sebaliknya katup akan menutup pada saat

ventrikel kiri relaksasi, sehingga mencegah darah masuk kembali kedalam

ventrikel kiri.

Page 71: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 63

Gambar 7.2 Anatomi Jantung

7.2 Fungsi Jantung

Sherwood (2011) menjelaskan jantung berfungsi sebagai pompa yang

member tekanan pada darah untuk menghasilkan gradien tekanan yang dibutuhkan

untuk mengalirkan darah ke jaringan. Meskipun secara anatomis jantung adalah

organ tunggal namun sisi kanan dan kiri jantung berfungsi sebagai dua pompa

terpisah. Dua pompa terpisah ini membuat jantung memiliki dua fungsi sirkulasi

dalam memompa darah yang dikenal dengan sirkulasi pulmonal dan sirkulasi

sistemik.

1. Sirkulasi pulmonal

Darah yang kembali dari sirkulasi sistemik masuk ke atrium kanan

melalui dua vena besar, vena kava superior yang mengembalikan darah dari arah

atas dan vena kava inferior yang mengembalikan darah dari arah bawah. Darah

yang masuk ke atrium kanan merupakan darah yang yang telah kembali dari

jaringan tubuh, dimana oksigen telah diambil oleh jaringan dan karbondioksida di

masukkan ke dalam darah tersebut. Darah yang membawa karbondioksida ini

masuk dari atrium kanan menuju ke dalam ventrikel kanan yang kemudian

memompanya keluar menuju arteri pulmonaris. Arteri pulmonaris ini membentuk

dua cabang, satu cabang menuju paru kanan satu cabang lain menuju paru kiri.

Ketika mendekati alveoli paru terjadi perpindahan gas secara difusi antara

pembuluh darah dan alveoli. Karbondioksida darah akan berdifusi ke alveoli lalu

Page 72: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 64

dikeluarkan dari dalam tubuh melalui saluran pernafasan, oksigen dari alveoli

yang diambil dari lingkungan akan berdifusi ke pembuluh darah.

2. Sirkulasi sistemik

Darah yang telah melewati alveoli paru merupakan darah yang kaya akan

oksigen. Darah kaya oksigen akan kembali menuju jantung melalui vena

pulmonalis ke dalam atrium kiri untuk selanjutnya mengalir ke ventrikel kiri.

Ventrikel kiri memompa darah ke seluruh sistem tubuh kecuali paru, jadi sisi kiri

jantung menerima darah dari sirkulasi pulmonal dan memponya ke dalam

sisrkulasi sistemik. Satu arteri besar yang membawa darah keluar dari jantung

adalah aorta. Aorta bercabang-cabang menjadi arteri-arteri besar yang mendarahi

berbagai organ tubuh. Sebagian dari darah yang dipompa oleh ventrikel kiri

mengalir ke otot, sebagian ke ginjal, sebagian ke otak, dan sabagainya. Karena

itu, keluaran ventrikel kiri terdistribusi secara teratur sehingga setiap bagian

tubuh menerima darah yang kaya akan oksigen, darah arteri yang sama tidak

mengalir dari organ ke organ lain. Oleh karena itu darah hanya mengalir ke satu

organ sistemik. Selanjutnya sel akan menyerap oksigen dari darah untuk proses

oksidasi pembentukan ATP secara aerobik, di sisi lain limbah berupa

karbondioksida yang dihasilkan dari proses pembentukan ATP akan dikeluarkan

dari sel menuju ke pembuluh darah.

Gambar 7.3 Sirkulasi darah

Page 73: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 65

7.3 Struktur Lapisan Jantung

Syaifuddin (2011) menjelaskan jantung merupakan organ muscular berongga,

otot jantung disebut miokardium. Secara struktur lapisan jantung terdiri atas:

pericardium, epicardium, myocardium, endocardium.

Gambar 7.4 Lapisan jantung

1. Perikardium

Perikardium merupakan lapisan yang merupakan pembungkus jantung

yang berdiding rangkap. Lapisan pericardium terdiri dari lapisan pembungkus

fibrosa kuat dan lapisan sekretorik di bagian dalam. Lapisan fibrosa disebelah

luar melekat ke sekat jaringan ikat yang memisahkan jantung dan paru.

Perlekatan ini menambatan jantung sehingga jantung menepati posisi yang tepat

di rongga dada. Lapisan sekretorik mengeluarkan cairan pericardium encer yang

berfungsi sebagai pelumas untuk mencegah gesekan antara lapisan-lapisan

perikardium sewaktu lapisan-lapisan tersebut saling bergesek setiap kali jantung

berdenyut.

2. Epikardium

Epikardium disebut juga pericardium visceral merupakan lapisan

perikardium yang bersentuhan dengan lapisan luar dari otot jantung. Bagian ini

lebih tipis dan fleksibel, sehingga memudahkan jantung untuk bergerak. Bagian

kantung yang tidak menempel dengan jantung (berada pada posisi luar)

disebut perikardium parietal, bagian ini cenderung lebih tebal dan keras, sehingga

dapat melindungi jantung dari benturan luar dan juga menahan pembesaran

volume jantung ketika terjadi kelebihan darah di dalam jantung.

Page 74: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 66

3. Miokardium

Miokardium merupakan jaringan utama otot jantung yang bertanggung

jawab atas kemampuan kontraksi jantung. Miokardium berasal dari kata mio

yang artinya otot dan cardia yang artinya jantung. Miokardium terdiri atas serat-

serat otot yang berbentuk garis dan tersusun spiral mengelilingi jantung. Susunan

spiral disebabkan oleh pemuntiran kompleks jantung sewaktu perkembangan.

Akibat susunan ini ketika otot ventrikel berkontraksi dan memendek, garis

tengah rongga ventrikel berkurang sementara apeks (bagian bawah) secara

bersama-sama tertarik ke atas sembagi berputar. Hal ini menyebabkan jantung

bergerak seperti diperas dan secara efisien menimbulkan tekanan terhadap darah

di dalam rongga tertutup tersebut serta mengarahkan ke atas menuju arteri-arteri

besar yang membawa darah keluar jantung.

4. Endokardium

Endokardium adalah lapisan terdalam dari jaringan jantung yang melapisi

rongga dan katup jantung. Lapisan ini terdiri dari jaringan ikat longgar dan

jaringan epitel skuamosa sederhana. Endokardium mengatur kontraksi jantung,

membantu perkembangan jantung, dan dapat mengatur komposisi darah yang

feed jaringan jantung. Endokardium yaitu lapisan tipis bagian dalam otot

jantung atau lapisan tipis endotel sel yang berhubungan langsung dengan darah

dan bersifat sangat licin untuk aliran darah, seperti halnya pada sel-sel endotel

pada pembuluh darah lainnya.

7. 4 Siklus Jantung

Proses-proses yang terjadi sejak awal denyut jantung dan bertahan sampai

awal denyut berikutnya disebut siklus jantung (cardiac cycle). Sherwood (2011)

menjelaskan siklus jantung terdiri dari periode sistole (kontraksi dan pengosongan

isi) dan diastole (relaksasi dan pengisian jantung). Atrium dan ventrikel mengalami

siklus sistol dan diastole yang terpisah. Kontraksi terjadi akibat penyebaran eksitasi

ke seluruh jantung, sedangkan relaksasi timbul satelah repolarisasi otot jantung.

Periode sistol terbagi atas dua fase yaitu fase isovolumic contraction dan ejection,

sedangkan periode diastol terbagi menjadi empat fase yaitu isovolumic relaxation,

rapid inflow, diastasis, dan atrial sistole.

Page 75: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 67

1. Sistol

a. Fase isovolumic contraction

Fase ini dimulai ketika katup AV (tricuspid dan bicuspid) telah tertutup

dan ventrikel sudah terisi penuh oleh darah yang berasal dari atrium. Tekanan

ventrikel harus terus meningkat sebelum tekanan tersebut dapat melebihi tekanan

aorta. Dengan demikian, terdapat periode waktu singkat antara penutupan katup

AV dan pembukakan katup aorta pada saat ventrikel menjadi bilik tetutup.

Karena semua katup tertutup, tidak ada darah yang masuk atau keluar ventrikel

selama waktu ini. Interval waktu ini disebut sebagai kontraksi ventrikel

isovolumetrik (isovolumetric berarti volume dan panjang konstan). Karena tidak

ada darah yang masuk atau keluar ventrikel, volume bilik ventrikel tetap dan

panjang serat-serat otot juga tetap. Selama periode kontraksi ventrikel

isovolumetrik, tekanan ventrikel terus meningkat karena volume tetap.

b. Fase ejection

Pada saat tekanan ventrikel melebihi tekanan aorta, katup aorta dipaksa

membuka dan darah mulai ejection (menyemprot). Kurva tekanan aorta

meningkat ketika darah dipaksa berpindah dari ventrikel ke dalam aorta lebih

cepat daripada darah mengalir pembuluh-pembuluh yang lebih kecil. Volume

ventrikel berkurang secara drastis sewaktu darah dengan cepat dipompa keluar.

Sistol ventrikel mencakup periode kontraksi isovolumetrik dan fase ejeksi

(penyemprotan) ventrikel. Ventrikel tidak mengosongkan ruangnya secara

sempurna selama ejeksi. Dalam keadaan normal hanya sekitar separuh dari

jumlah darah yang terkandung di dalam ventrikell pada akhir diastol dipompa

keluar selama sistol. Jumlah darah yang tersisa di ventrikel pada akhir sistol

ketika fase ejeksi usai disebut volume sistolik akhir (end sistolik volume,ESV),

yang jumlah besarnya sekitar 65 ml. Ini adalah jumlah darah paling sedikit yang

terdapat di dalam ventrikel selama siklus ini.

2. Diastol

a. Fase isovolumic relaxation

Ketika ventrikel mulai berelaksasi karena repolarisasi, tekanan ventrikel

turun dibawah tekanan aorta dan katup aorta menutup. Penutupan katup aorta

menimbulkan gangguan atau takik pada kurva tekanan aorta yang dikenal

sebagai takik dikrotik (dikrotik notch). Tidak ada lagi darah yang keluar dari

Page 76: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 68

ventrikel selama siklus ini karena katup aorta telah tertutup. Namun katup AV

belum terbuka karena tekanan ventrikel masih lebih tinggi dari daripada tekanan

atrium. Dengan demikian semua katup sekali lagi tertutup dalam waktu singkat

yang disebut relaksasi ventrikel isovolumetrik. Panjang serat otot dan volume

bilik tidak berubah. Tidak ada darah yang masuk atau keluar seiring dengan

relaksasi ventrikel dan tekanan terus turun. Ketika tekanan ventrikel turun

dibawah tekanan atrium, katup AV membuka dan pengisian ventrikel terjadi

kembali.

b. Fase rapid inflow

Repolarisasi atrium dan depolarisasi ventrikel terjadi secara bersamaan,

sehingga atrium berada dalam diastol sepanjang sistol ventrikel. Darah terus

mengalir dari vena pulmonalis ke dalam atrium kiri. Karena darah yeng masuk

ini terkumpul dalam atrium, tekanan atrium terus meningkat. Ketika katup AV

terbuka pada akhir sisitl ventrikel, darah yang terkumpul di atrium selama sistol

ventrikel dengan cepat mengalir ke ventrikel. Dengn demikian, mula-mula

pengisian ventrikel berlangsung cepat karena peningkatan tekanan atrium akibat

penimbunan darah di atrium.

c. Fase diastasis

Pengisian ventrikel melambat karena darah yang tertimbun tersebut telah

disalurkan ke ventrikel, dan tekanan atrium mulai turun. Selama periode

penurunan pengisian ini, darah terus mengalir dari vena-vena pulmonalis ke

dalam atrium kiri dan melalui katup AV yang terbuka ke dalam ventrikel kiri.

Selama diastol ventrikel tahap akhir, sewaktu pengisian ventrikel berlangsung

lambat, nodus SA kembali mengeluarkan potensial aksi dan siklus jantung

dimulai kembali.

d. Fase atrial sistole

Selama diastole ventrikel dini, atrium juga masih berada dalam keadaan

distol. Karena aliran darah masuk secara kontinu dari system vena ke dalam

atrium, tekanan atrium sedikit melebihi tekanan ventrikel walaupun kedua bilik

tersebut melemas. Karena perbedaan tekanan ini, katup AV terbuka, dan darah

mengalir mengalir langsung dari atrium ke dalam ventrikel selama diastole

ventrikel. Akibatnya, volume ventrikel perlaha-lahan meningkat bahkan sebelum

atrium berkontraksi. Pada akhir diastol ventrikel, nodus SA mencapai ambang

Page 77: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 69

dan membentuk potensial aksi. Impuls menyebar keseluruh atrium. Depolarisasi

atrium menimbulkan kontraksi atrium, yang memeras lebih banyak darah ke

dalam ventrikel, sehingga terjadi peningkatan kurva tekanan atrium. Peningkatan

tekanna ventrikel yang menyertai berlangsung bersamaan dengan peningkatan

tekanan atrium disebabkan oleh penambahan volume darah ke ventrikel oleh

kontraksi atrium. Selam kontraksi atrium, tekanan atrium tetap sedikit lebih

tinggi daripada tekanan ventrikel, sehingga katup AV tetap terbuka.

7.5 Denyut Jantung (heart rate), Isi Sekuncup (stroke volume), dan Curah

Jantung (cardiac output)

Denyut jantung (heart rate), isi sekuncup (stroke volume), dan curah jantung

(cardiac output) merupakan istilah yang sering digunakan untuk mengambarkan

kinerja jantung (Nawawi, 2008). Dalam dunia olahraga ketiga istilah ini sering

diperhitungkan karna mempengaruhi peforma atlet untuk melakukan latihan fisik.

1. Denyut jantung

Denyut jantung atau detak jantung adalah debaran yang dikeluarkan

oleh jantung dan akibat aliran darah melalui jantung. Denyut jantung dapat diraba

biasanya pada nadi radialis atau carotis. Denyut nadi biasanya diukur permenit,

biasanya diukur selama lima belas detik dan hasilnya dikalikan empat. Denyut

nadi dewasa normal berkisar antara 60-90 denyut permenit namun pada atlet

yang terlatih denyut nadi normalnya berkisar 40-60 permenit. Denyut nadi

dipakai sebagai parameter untuk menentukan tingkat:

a. Kesehatan seseorang, biasanya denyut nadi pada orang yang sakit lebih cepat

dibandingkan dengan orang sehat.

b. Kesegaran jasmani, semakin segar seseorang makan sedikit denyut nadi

normalnya permenit.

c. Intensitas latihan, penentuan intesitas latihan dengan menggunakan denyut

nadi lebih tepat pada aktivitas latihan tanpa menggunakan beban seperti lari,

renang, bersepeda, dan lainnya. Biasanya untuk menentukan intensitas latihan

terlebih dahulu harus diketahui denyut jantung maksimal dengan cara

menggunakan rumus 220 dikurang usia. Setelah mengetahui denyut nadi

maksimal baru setelah itu intensitas latihan diukur dengan

menpresentasekanya sesuai dengan karekteristik masing-masing intensitas.

Page 78: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 70

2. Isi sekuncup (stroke volume)

Isi sekuncup adalah jumlah darah yang dikeluarkan jantung dalam satu

denyutan. Pada orang yang tertlatih dengan baik, jumlah darah yang dikeluarkan

jantung dalam satu denyutan bisa mencapai 111 ml sedangkan pada orang tidak

terlatih hanya 70 ml. Jumlah darah yang mampu dikeluarkan jantung dalam satu

denyut sangat tergantung bagaimana kekuatan dari otot jantung untuk dapat

mempompa darah keluar jantung. Parah ahli fisiologi berpendapat meningkatnya

volume pembuluh darah pada waktu melakukan aktivitas fisik (olahraga)

menyebabkan pengisian darah pada jantung menjadi lebih besar, ventrikel

manjadi lebih lentur, sehingga semakin banyak darah yang dapat dikeluarkan

dalam setiap denyutan, ini disebut hukum Frank Starling.

3. Curah jantung

Curah jantung adalah jumlah darah yang dikeluarkan oleh jantung selama

satu menit. Secara matematis curah jantung merupakan denyut jantung permenit

dilalikan isi sekuncup. Curah jantung bisa dipakai sebagai indikator utama dari

kapasitas fungsi sirkulasi untuk memenuhi kebutuhan darah selama melakukan

aktivitas fisik. Dalam keadaan normal jumlah rata-rata curah jantung setiap

menitnya adalah sekitar 500 ml (5 liter). Namun selama melakukan olahraga

curah jantung akan meningkat dari 5 liter menjadi 40 liter permenit dan ini

tergantung derajat beban olahraga yang dilakukan serta terlatih atau tidaknya

seseorang. Perbedaan ini disebabkan olej perbedaan darah yang mampu dipompa

keluar oleh otot jantung, untuk orang yang terlatih otot jantung akan lebih kuat

sehingga mampu memompa darah lebih banyak dibandingkan otot jantung orang

yang tidak terlatih.

7.6 Pembuluh Darah

Pembuluh darah adalah bagian dari sistem sirkulasi yang mengangkut darah

ke seluruh tubuh. Lebih lanjut Syaifuddin (2011) menjelaskan fungsi pembuluh

darah adalah mengangkut (transportasi) darah dari jantung ke seluruh bagian tubuh

dan mengangkut kembali darah yang sudah dipakai kembali ke jantung. Fungsi ini

disebut fungsi sirkulasi darah, selain dari itu juga darah mengangkut gas-gas, zat

makana, sisa metabolisme, hormon, antibody, dan keseimbangan elektrolit.

Page 79: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 71

menjelaskan fungsi pembuluh darah adalah mengangkut (transportasi) darah dari

jantung ke seluruh bagian tubuh dan mengankut kembali darah yang sudah dipakai

kembali ke jantung.

Gambar 7.5 Pembuluh darah

1. Arteri

Arteri besar juga dinamakan pengangkut karena fungsi utamanya adalah

mengangkut darah. Fungsi arteri ukuran sedang sebagai arteri penyalur yaitu

untuk menyediakan darah pada berbagai organ. Arteri memiliki dinding yang

tebal dan elastis selain itu arteri disertai dengan otot polos yang berfungsi untuk

membantu arteri mengalirkan darah, saat melakukan kontraksi dan relaksasi otot

polos pada arteri membantu mangalirkan darah sehingga darah mengalir ke organ

atau sel yang membutuhkan.

Gambar 7.6 kontraksi otot polos arteri

Page 80: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 72

Setiadi (2007) menjelaskan berdasarkan ukurannya, arteri dapat

diklasifikasikan menjadi arteri besar atau arteri elastic, arteri ukuran sedang atau

arteri muskuler, dan arteriola.

a. Arteri besar (arteri elastin) termasuk aorta dan cabang-cabang besarnya.

Arteri jenis ini mempunyai sifat-sifat diantaranya Intima, dibatasi oleh sel-

sel endotel. Pada arteri besar membrana basalis subendotel kadang-kadang

tidak terlihat. Membrana elastika interna tidak selalu ada. Lapisan media

terdiri atas serangkaian membran elastin yang tersusun konsentris. Tunika

adventitia tidak menunjukkan membrana externa, relatif tidak berkembang

dan mengandung serabut-serabut elastin dan kolagen.

b. Arteri ukuran sedang dan kecil memiliki lapisan muskuler yang tebal. Sel-sel

ini bercampur dengan sejumlah serabut elastin serta kolagen dan

proteoglikan.

c. Arteriola merupakan pembuluh arteri yang paling kecil (halus), bergaris

tengah kurang dari 0,5 mm dan relatif mempunyai lumen yang sempit.

Memiliki tunika intima dengan tanpa lapisan subendotel dan umumnya tidak

mempunyai membrana elastik interna. Lapisan media adalah lapisan sel-sel

otot polos yang tersusun melingkar. Lapisan adventitia tipis, tidak

berkembang dengan baik dan tidak menunjukkan adanya membrana elastik

externa.

2. Vena

Vena sering disebut juga pembuluh balik memiliki dinding yang tipis,

tetapi biasanya diameternya lebih besar daripada arteri, sehingga vena dapat

mengangkut darah dalam volume yang sama tetapi dengan kecepatan yang lebih

rendah dan tidak terlalu dibawah tekanan. Karena tekanan dalam sistem vena

rendah maka memungkinkan vena berkontraksi sehingga mempunyai

kemampuan untuk menyimpan atau menampung darah sesuai kebutuhan tubuh.

Tidak seperti pembuluh nadi, lapisan elastik pada vena lebih tipis dari

arteri, sehingga pembuluh balik ini tidak sekuat dan selentur pembuluh nadi.

Pembuluh balik besar bercang-cabang menjadi pembuluh balik yang lebih kecil,

kemudian bercabang-cabang lagi sampai mencapai pembuluh balik paling kecil,

disebut venula. Dari dinding bagian dalam pembuluh balik muncul katup yang

Page 81: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 73

menahan aliran balik darah. Gerakan darah dalam vena sangat dipengaruhi oleh

kontraksi otot rangka.

Pembuluh vena adalah pembuluh yang membawa darah menuju jantung.

Darahnya banyak mengandung karbondioksida. Umumnya terletak dekat

permukaan tubuh,tampak kebiruan. Dinding pembuluhnya tipis dan tidak elastis,

jika diraba denyut jantungnya tidak terasa. Pembuluh vena mempunyai katup

sepanjang pembuluhnya. Katup ini berfungsi agar darah tetap mengalir satu arah.

Dengan adanya katup tersebut, aliran darah tetap mengalir menuju jantung. Jika

vena terluka darah tidak memancar tetapi merembes dari seluruh tubuh

pembuluh darah balik bermuara menjadi satu. Pembuluh darah balik besar

disebut vena cava. Pembuluh darah ini membawa darah kejantung melalui atium

kanan. Setelah menjadi pertukaran gas diparu-paru, darah mengalir ke jantung

lagi melalui vena paru-paru. Vena ini membawa darah yang kaya oksigen.

Gambar 7.7 Katub vena

3. Kapiler

Syaifuddin (2011) menjelaskan kapiler merupakan pembuluh darah

yang halus dan berdinding sangat tipis, yang berfungsi sebagai jembatan diantara

arteri (membawa darah dari jantung) dan vena (membawa darah kembali ke

jantung). Kapiler tersusun atas selapis sel endotel yang berasal dari mesenkim,

melingkar dalam bentuk tabung, mengelilingi ruang silindris, garis tengah rata-

rata kapiler berkisar dari 7 sampai 9 μm. Struktur yang selapis ini menyebabkan

pertukaran antar darah dan jaringan sangat dipermudah. Kapiler-kapiler

beranastomosis (berhubungan satu dengan lainnya) membentuk jala-jala antar

arteri-arteri dan vena-vena kecil. Arteriol bercabang menjadi pembuluh-

pembuluh kecil yang mempunyai lapisan otot polos yang tidak kontinu, yang

Page 82: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 74

disebut metarteriol. Metarteriol bercabang menjadi kapiler-kapiler yang

membentuk jala-jala. Konstriksi metarteriol membantu mengatur, tetapi tidak

menghentikan sama sekali sirkulasi dalam kapiler, dan mempertahankan

perbedaan tekanan dalam dua sistem.

Gambar 7.8 Pembuluh darah kapiler

Suatu cincin sel-sel otot polos yang disebut sfinkter terdapat pada

tempat asal kapiler dari metarteriol. Sfinkter prekapiler ini dapat menghentikan

sama sekali aliran darah dalam kapiler. Seluruh jala-jala tidak berfungsi semua

secara serempak, dan jumlah kapiler yang berfungsi dan terbuka tidak hanya

tergantung pada keadaan kontraksi metarteriol tetapi juga pada anastomosis

arteriovenosa yang memungkinkan metarteriol langsung mengosongkan darah

kedala vena-vena kecil. Antar hubungan ini banyak sekali pada otot rangka dan

kulit tangan dan kaki. Bila pembuluh-pembuluh anastomis arteri berkontraksi,

semua darah harus berjalan melalui jala-jala kapiler. Bila ia relaksasi, sebagian

darah mengalir langsung ke vena bukan mengalir ke dalam kapiler.

7.7 Darah

Darah adalah cairan berwarna merah yang mengisi pembuluh darah dan

terdiri dari sel-sel darah dan cairan yang di sebut plasma. Darah memiliki peranan

penting dalam kehidupan, termasuk dalam kegiatan olahraga. Darah berperan dalam

proses pembentukan energi secara aerobik terutama sebagai transport gas pernapasan

(O2 dan CO2), nutrisi, hormon, elektrolit, dan metabolit. Darah terdiri daripada

beberapa jenis korpuskula yang membentuk 45% bagian dari darah angka ini

dinyatakan dalam nilai hermatokrit atau volume sel darah merah yang dipadatkan,

Page 83: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 75

bagian 55% yang lain berupa cairan kekuningan yang membentuk medium cairan

darah yang disebut plasma darah. Korpuskula darah terdiri dari: sel darah merah

(eritrosit), sel darah putih (leukosit), dan keping darah (trombosit). Plasma darah

tersusun atas 90% air yang mengandung sari makanan, protein, hormon, dan endapan

kotoran selain sel-sel darah

Gambar 7.9 Bagian-bagian darah

1. Sel darah merah (eritrosit)

Sel darah merah, eritrosit adalah jenis sel darah yang paling banyak dan

berfungsi membawa oksigen ke jaringan-jaringan tubuh lewat darah. Bagian dalam

eritrosit terdiri dari hemoglobin, sebuah biomolekul yang dapat mengikat

oksigen. Hemoglobin akan mengambil oksigen dari paru-paru, lalu oksigen akan

dilepaskan saat eritrosit melewati pembuluh kapiler. Warna merah sel darah merah

sendiri berasal dari warna hemoglobin yang unsur pembuatnya adalah zat besi. Pada

manusia, sel darah merah dibuat di sumsum tulang belakang. Di dalam sel darah

merah tidak terdapat nukleus. Sel darah merah sendiri aktif selama 120 hari sebelum

akhirnya dihancurkan.

2. Sel darah putih (leukosit)

Leukosit merupakan unit yang mobil/aktif dari sistem pertahanan tubuh.

Leukosit ini sebagian dibentuk di sumsum tulang (granulosit dan monosit serta sedikit

limfosit) dan sebagian lagi di jaringan limfe (Limfosit dan sel-sel plasma). Setelah

dibentuk, sel-sel ini diangkut dalam darah menuju berbagai bagian tubuh untuk

digunakan (Guyton and Hall, 1997). Leukosit dan turunannya berperan sebagai (1)

menahan invasi oleh patogen (mikroorganisme penyebab penyakit, misalnya bakteri

dan virus) melalui proses fagositosis; (2) mengidentifikasi dan menghancurkan sel-sel

kanker yang muncul di dalam tubuh; dan (3) berfungsi sebagai ”petugas pembersih”

yang membersihkan ”sampah” tubuh dengan memfagosit debris yang berasal dari sel

Page 84: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 76

yang mati atau cedera. Yang terakhir penting dalam penyembuhan luka dan perbaikan

jaringan . Untuk melaksanakan fungsinya, leukosit terutama menggunakan strategi

”cari dan serang” yaitu sel-sel tersebut pergi ke tempat invasi atau jaringan yang

rusak. Alasan utama mengapa sel darah putih terdapat di dalam darah adalah agar

mereka cepat diangkut dari tempat pembentukan atau penyimpanannya ke manapun

mereka diperlukan (Sherwood , 2011).

3. Keping darah (trombosit)

Trombosit merupakan keping darah yang sangat aktif berperan dalam proses

hemostasis. Hemostasis adalah istilah umum untuk menyatakan seluruh mekanisme

yang digunakan tubuh untuk melindungi diri terhadap kemungkinan perdarahan atau

hilangn ya darah. Fungsi trombosit merupakan bagian yang penting dari mekanisme

hemostasis tersebut. Turunnya kadar trombosit darah atau trombositopenia akan

berimbas pada terganggunya proses pembekuan darah, dan ini mengkibatkan

gangguan upaya tubuh untuk memelihara sirkulasi dan viskositas darah (Saripin

dalam Ehrich Lister,2008). Sebaliknya apabila terjadi kelebihan jumlah trombosit

maka dapat mengakibatkan thrombus vena atau arteri.

Rangkuman

Sistem kardiovaskuler bertugas mengedarkan darah ke seluruh tubuh dimana

darah mengandung oksigen dan nutrisi yang diperlukan sel/jaringan untuk

metabolisme. jantung berfungsi sebagai pompa yang member tekanan pada darah

untuk menghasilkan gradien tekanan yang dibutuhkan untuk mengalirkan darah ke

jaringan. Meskipun secara anatomis jantung adalah organ tunggal namun sisi kanan

dan kiri jantung berfungsi sebagai dua pompa terpisah. Dua pompa terpisah ini

membuat jantung memiliki dua fungsi sirkulasi dalam memompa darah yang dikenal

dengan sirkulasi pulmonal dan sirkulasi sistemik. Sirkulasi pulmonal memompa

darah ke paru-paru sedangkan sirkulasi sistemik memompa darah ke seluruh tubuh.

Denyut jantung atau detak jantung adalah debaran yang dikeluarkan oleh jantung dan

akibat aliran darah melalui jantung. Isi sekuncup adalah jumlah darah yang

dikeluarkan jantung dalam satu denyutan. Curah jantung adalah jumlah darah yang

dikeluarkan oleh jantung selama satu menit. Ketiga hal ini sering digunakan dalam

olahraga untuk mengetahui kemampuan fisik (daya tahan) seseorang.

Page 85: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

Fisiologi Olahraga | 77

Fungsi pembuluh darah adalah mengangkut (transportasi) darah dari jantung

ke seluruh bagian tubuh dan mengankut kembali darah yang sudah dipakai kembali

ke jantung. Fungsi ini disebut fungsi sirkulasi darah, selain dari itu juga darah

mengangkut gas-gas, zat makana, sisa metabolisme, hormon, antibody, dan

keseimbangan elektrolit. Ada 3 jenis pembuluh darah: Arteri berfungsi mengalirkan

darah ke seluruh tubuh, vena berfungsi membawa darah menuju jantung dan kapiler

yang merupakan tempat pertukaran zat antara pembuluh daran dan sel.

Latihan

Bentuklah kelompok kemudian salah satu anggota kelompok berlari dengan

jarak tertentu. Setelah itu anggota kelompok yang mencatat denyut jantung temannya

yang berlari, setelah itu menghitung isi sekuncup berserta curah jantungnya. Selain

itu anggota kelompok diminta menghitung intensitas latihan yang telah dilakukan

temannya tersebut.

Tes formatif

1. Jelaskan pembagian ruang jantung beserta fungsinya!

2. Jelaskan sirkulasi pulmonal dan sirkulasi sistemik pada jantung!

3. Apa yang terjadi pada jantung ketika berolahraga?

4. Jelaskan perbedaan pembuluh darah arteri, vena dan kapiler!

5. Mengapa denyut jantung meningkat ketika berolahraga?

Page 86: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

78

DAFTAR PUSTAKA

Bompa TO. 1994. Theory and metodology of training, the key to athletic performance

3rd ed. Lowa: Hunt Publising Company, pp 24-26.

Borer K. 2005. “Physical activity in the prevention and amelioration of osteoporosis

in women”. Sports Med. 35 (9): 779-830.

Burn EF. 1999. Anatomy and physiology. USA: Hill companies, pp 19,20.

Carola R. 1992. Human anatomy. USA: Hill Companies, pp 129, 133, 132.

Effendi, Choesnan, Kuncoro, P.S, Bambang Purwanto. (2009). Faal Sel, Cair Tubuh,

Saraf Tepi, dan Otot. Surabaya: Departemen Ilmu Faal, Universitas Airlangga.

Fox EL. 1993. The physiological basis exercise and sport 5th ed. USA: MW. Crown

Communication, pp 287-289, 430-436, 514.

Ganong WF. 2008. Review of medical physiology 22th ed. USA: Appleton & lange.

Giriwijoyo S, Zafar DD. 2012. Ilmu Kesehatan Olahraga. Bandung: Rosda Karya.

Graff VD, Kent M. 1998. Human anatomy 5th ed. USA: Hill Companies, pp 131,

133, 134, 137.

Guyton AC, Hall JE. 2006. Textbook of medical physiology 11th ed. Philadelphia:

Elsevier Inc, pp 987-990.

Ide P. 2012. Agar tulang sehat. Jakarta: PT Elex Media Komputindo., Hlm 4 – 5.

Isnaini, Wiwi. 2006. Fisiologi Hewan. Yogyakarta: Penerbit Kanisius

Junqueira LC, Carneiro J. 2007. Basic histology: text and atlas 10th ed. California:

Hill Companies, pp 135-137, 145.

Lesson CR, Lesson TS, Paparo A. 1996. Buku ajar histologi dasar. Jakarta: EGC.

Page 87: BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGYrepository.unp.ac.id/24425/1/BUKU FULL ok.pdf · 2020. 1. 2. · BAHAN AJAR FISIOLOGI OLAHRAGA SPORT PHYSIOLOGY Heru Syarli Lesmana,

79

Lukaningsih Z. 2011. Anatomi Dan Fisiologi Manusia. Jogjakarta: Nuha medika.

McNeely E. 2010. “Training to improve bone density in adults: a review and

recommendations”. The Sport Journal. 13:3.

Nawawi, Umar dan Masrun. (2008). Fisiologi Olahraga. Padang: FIK UNP.

Sherwood L, 2011. Human physiology from cell to systems 6th ed. Canada: Cengange

Learning, pp 741-745, 800, 801.

Setiadi. 2007. Anatomi Dan Fisiologi Manusia. Jogjakarta: Graha Ilmu.

Subagyo, Nugroho S. 2010. Kinesiologi Pendidikan Jasmani. Jogjakarta: FIK UNY.

Syaifuddin. 2011. Anatomi Fisiologi. Jakarta: EGC.

Syamsir. 2009. Kinesiologi Gerak Tubuh Manusia. Jakarta: FK Universitas Yarsi.

Thibodeau, 1994. Structure and funcition of the body 15th ed. USA: Mosby Year

Book, pp 79-84.

Tjokroprawiro A. 2000. Introduction with osteoporosis. Naskah Symposium on

Osteoporosis, FK UNAIR. Surabaya

Widiyanto. (2008). Adapatasi Metabolik pada Latihan. Yogyakarta :FIK UNY.

Wilmore JH, Costil DL. 1994. Physiology Of Sport And Exercise. USA: Human

Kinetics.

Wirasasmita R. 2013. Ilmu Urai Olahraga I, Analisis Kinetik Pada Olahraga.

Bandung: Alfabeta.