LAKTAT DAN AKTIVITAS FISIK 1. Laktat

Laktat merupakan intermediate product dari metabolisme glukosa dan merupakan produk akhir dari metabolisme anaerobik, proses ini berlangsung tanpa adanya oksigen. Diperkirakan 1400 mmol asam laktat diproduksi setiap hari. Semua jaringan dapat memproduksi laktat dan asam piruvat dari glukosa. Jalur metabolisme glikolisis merupakan langkah awal metabolisme glukosa dan terjadi pada sitoplasma sel. Produk akhir dari proses ini adalah piruvat yang selanjutnya berdifusi ke dalam mitokondria dan dimetabolisme menjadi karbondioksida melalui siklus Kreb. Metabolisme glukosa menjadi piruvat juga terjadi sebagai akibat reduksi dari kofaktor enzim yang mengoksigenasi bentuk nicotinic acid dehidrogenase (NAD+) menjadi nicotinic acid dehidrogenase (NADH) bentuk tereduksi. Laktat diproduksi melalui proses glikolisis dan dibentuk di dalam cytosol yang dikatalisasi oleh enzim lactate dehidrogenase (LDH). NADH/ NAD+ merupakankofaktor pertukaran atom hidrogen yang dilepaskan atau yang dipakai. Oleh karena itu rasio laktat/piruvat selalu sebanding dengan rasio NADH/ NAD+ di cytosol. Konsentrasi laktat yang tinggi juga disertai dengan konsentrasi yang tinggi dari piruvat atau NADH di cytosol, atau keduanya. Ini merupakan reaksi reversibel yang membantu sintesis laktat dengan rasio normal laktat menjadi piruvat adalah 25 :1.Sintesis laktat meningkat bila pembentukan piruvat di cytosol melebihi penggunaannya oleh mitokondria. Ini terjadi apabila didapati peningkatan metabolik yang cepat atau hantaran oksigen ke mitokondria menurun, seperti pada keadaan hipoksia jaringan. Sintesis laktat juga dapat terjadi bila metabolisme glukosa melebihi kapasitas oksidatif mitokondria. Laktat berdifusi keluar dari sel dan dikonversi menjadi piruvat dan selanjutnya dimetabolisme secara aerob menjadi karbondioksida dan ATP. Jantung, hati dan ginjal menggunakan laktat dengan cara ini. Sebagai alternatif, jaringan hati dan ginjal dapat menggunakan laktat untuk menghasilkan glukosa melalui jalur lain, yakni glukoneogenesis. Eritrosit berperan dalam membawa hasil glikolisis, meskipun demikian sel ini tidak mempunyai mitokondria dan tidak dapat menggunakan oksigen untuk memproduksi ATP. Oleh karena itu eritrosit menghasilkan asam laktat melalui regenerasi ATP selama glikolisis anaerobik tetapi tidak dapat menggunakan asam laktat. Semua jaringan lain dapat menggunakan asam laktat untuk memproduksi acetyl-CoA melalui pyruvate dehydrogenase (PDH). Konsentrasi laktat di darah secara normal dipertahankan < 2 mMol/L. Laktat diproduksi oleh otot skelet, otak, usus dan eritrosit. Laktat dimetabolisme oleh hati, ginjal dan jantung. Bila kadar laktat di darah melebihi 4 mMol/L otot skelet dapat menjadi salah satu jaringan pengguna laktat. Penurunan transport oksigen di sel menyebabkan lebih banyak ambilan oksigen dari kapiler darah. Pada keadaan dengan penurunan transport oksigen yang berat, terjadi peningkatan kompensasi ambilan oksigen untuk menyokong metabolisme aerob.Oleh karena itu sel harus bekerja secara anaerob untuk menghasilkan ATP, yang mengakibatkan pembentukan laktat dan H+.

2. Glukosa dan asam laktatGlukosa merupakan produk utama yang dibentuk dari hidrolisis karbohidrat kompleks dalam proses pencernaan dan sekaligus merupakan bentuk gula yang biasanya terdapat dalam peredaran darah. Kadar glukosa dalam darah berlebih terutama setelah penyerapan makanan (karbohidrat), maka glukosa melalui mekanisme glikogenesis disimpan dalam hati dan otot sebagai glikogen. Adapun jumlah glikogen yang dapat tersimpan di dalam hati dan otot masing-masing sekitar 5-8% dan 1-3% dari beratnya. Glukosa secara khusus diperlukan oleh banyak jaringan tubuh tetapi tidak harus tersedia dalam bentuk ini di dalam makanan, karena jenis-jenis karbohidrat lainnya mudah diubah menjadi glukosa, baik selama proses pencernaan (misalnya pati) maupun proses pengolahan selanjutnya di dalam hati (misalnya fruktosa dan galaktosa). Glukosa juga dibentuk dari bagian gliserol lemak dan senyawa glukogenik yang dapat digolongkan ke dalam dua katagori yaitu (1) senyawa yang meliputi konversi netto langsung menjadi glukosa tanpa daur ulang yang berarti, seperti beberapa asam amino serta propionat; (2) senyawa yang merupakan hasil metabolisme parsial glukosa dalam jaringan tertentu yang diangkut ke dalam hepar serta ginjal untuk disintesis kembali menjadi glukosa melalui mekanisme glukoneogenesis, seperti laktat dan alanin. Pada keadaan latihan dimana otot dalam keadaan hipoksia, maka glikogen akan diubah menjadi glukosa, selanjutnya glukosa akan diubah menjadi laktat. Laktat melalui aliran darah masuk ke hati. Di dalam hati, laktat akan diubah kembali menjadi glukosa. Glukosa kembali masuk ke dalam darah yang selanjutnya akan digunakan di dalam otot. Di dalam otot, glukosa diubah kembali menjadi glikogen. Hal tersebut dikenal dengan siklus asam laktat atau siklus Cori.

Gambar 1. Siklus Cori

Fungsi utama glukosa adalah menghasilkan energi bagi jaringan tubuh. Cara terpenting untuk pelepasan energi dari molekul glukosa adalah proses glikolisis dan kemudian oksidasi dari produk akhir glikolisis. Pada proses glikolisis yang berlangsung di dalam sarkoplasma dan dikatalisis oleh enzim-enzim protein sarkoplasma terlarut pada masing-masing tahap. Glikogen mula-mula dipecah menjadi unit-unit glukosa 1-fosfat dan masing-masing unit dibagi menjadi dua fragmen 3-karbon. Produk akhir dari perombakan glukosa adalah asam piruvat. Energi yang diperoleh dari glikolisis adalah 3 ADP dan mengalami fosforilasi kembali untuk menghasilkan 3 ATP, dan 4 ion hidrogen (H+) per molekul glukosa 1-fosfat yang di putus dari glikogen. Pada kondisi anaerobik, ion hidrogen dilepaskan dalam glikolisis, tetapi siklus asam trikarboksilat atau siklus Krebs tidak dapat menggabungkannya dengan oksigen pada kecepatan yang cukup sehingga cenderung berakumulasi dalam otot. Kelebihan ion hidrogen ini, kemudian digunakan untuk mengkonversi asam piruvat menjadi asam laktat. Pada kondisi aerobik, ion-ion tersebut diterima oleh senyawa pembawa H+, nikotinamida adenin dinukleotida bentuk oksidasi (NAD+) dan mentransportasikan H+ ke dalam mitokondria untuk fosforilasi kembali sehingga menghasilkan 4 molekul ATP. Selanjutnya asam piruvat mamasuki siklus Krebs dan dirombak menjadi karbondioksida dan ion hidrogen. Kemudian karbondioksida berdifusi memasuki peredaran darah sebagai hasil sisa, sedangkan ion hidrogen diterima oleh NAD+ untuk membentuk senyawa NADH (NAD dalam bentuk reduksi). Produk-produk perombakan dari asam lemak dan protein, juga memasuki siklus Krebs dan dikonversi menjadi energi.

Fosforilasi dalam proses glikolisis dan siklus Krebs terjadi di dalam rantai sitokhrom yaitu gugus besi (Fe) yang mengadung enzim yang berada di dalam mitokondria, bersama-sama dengan enzim siklus Krebs. Dalam rantai sitokhrom, ion hidrogen dari glikolisis dan siklus Krebs ditransportasikan oleh NAD+ dan bergabung dengan molekul oksigen membentuk air. Sejumlah besar energi yang dilepaskan digunakan untuk memfosforilasi kembali ADP, sedangkan sisa energi akan hilang sebagai panas. Setiap pasang ion hidrogen dari siklus Krebs menghasilkan 3 molekul ATP, sedangkan setiap pasang ion hidrogen yang dilepaskan dari proses glikolisis menghasilkan 2 molekul ATP.

Setiap molekul glukosa yang dipisahkan dari glikogen dan dibawa melalui seluruh rangkaian rekasi, hasil ATP netto akan diperoleh sebagai berikut : dari glikolisis, diperoleh 3 molekul ATP bersama dengan 4 ion hidrogen yang akan menghasilkan lagi 4 molekul ATP dalam rantai sitokhrom. Pada akhir glikolisis, satu molekul glukosa menghasilkan 2 molekul asam piruvat yang memasuki siklus Krebs, sehingga menghasilkan 20 atom hidrogen (setiap molekul piruvat menghasilkan 10 atom hidrogen), kemudian dikonversi menjadi 30 molekul ATP, dalam rantai sitokhrom. Dengan demikian apabila satu molekul glukosa diderivasi dari glikogen, dirombak menjadi karbondioksida dan air.3. Laktat dan aktivitas fisikPada latihan fisik intensitas tinggi otot berkontraksi dalam keadaan anaerobik, sehingga penyediaan ATP terjadi melalui proses glikolisis anaerobik. Hal ini mengakibatkan peningkatan kadar laktat dalam darah maupun otot. Tetapi otot yang terlatih tetap dapat berkontraksi dengan baik pada konsentrasi asam laktat yang cukup tinggi. Segera setalah mendapat oksigen, asam laktat diubah kembali menjadi asam piruvat dan selanjutnya diubah menjadi energi, karbondoksida dan air.

Konsentrasi maksimal asam laktat pada darah dan otot manusia belum diketahui secara pasti, tetapi diperkirakan mencapai di atas 20mMol/L dan 25 mMol/Kg/ berat otot basah. Asam laktat yang terbentuk pada saat latihan fisik berat akan masuk ke dalam darah, dan banyaknya laktat yang masuk sebanding dengan tingginya kadar laktat dalam otot. Penyingkiran asam laktat darah akan berlangsung lebih cepat apabila proses pemulihan dilakukan dengan istirahat aktif, yaitu melakukan aktivitas ringan atau sedang. Penyingkiran asam laktat pada individu yang tidak terlatih akan lebih optimal apabila dilakukan dengan aktivitas fisik pada intensitas antara 30-45% VO2 maks, sedangkan bagi atlet dilakukan dengan aktivitas fisik pada intensitas antara 50-65% VO2 maks.4. Efek penumpukan asam laktat

Latihan anaerobik yang berlangsung secara glikolisis anaerobik akan meningkatkan konsentrasi asam laktat dalam sel otot. Peningkatan konsentrasi asam laktat tersebut akan menurunkan pH di dalam sel. Enzim-enzim di dalam sel sangat peka terhadap pH. Penurunan pH menyebabkan penurunan kecepatan reaksi dari enzim-enzim di dalam sel, sehingga menurunkan kemampuan metaboilisme dan produksi ATP.

Keberadaan asam di dalam otot akan menganggu berbagai mekanisme sel otot, yaitu 1) menghambat enzim aerobik dan anaerobik sehingga menurunkan kapasitas ketahanan aerobik dan anaerobik 2) menghambat terbentuknya kreatinfosfat dan akan mengganggu koordinasi gerak 3) menghambat enzim fosfofruktokinase 4) menghambat pelepasan ion Ca++ pada troponin C mengalami penurunan, dan mengakibatkan gangguan atau terhentinya kontraksi serabut otot 5) menghambat aktivitas mATPase terutama pada serabut otot cepat, karena mATPase pada serabut otot cepat peka terhadap asam. Dosis yang tepat dan latihan yang teratur akan memberikan perubahan peningkatan kemampuan secara maksimal, sehingga menghasilkan kinerja secara maksimal pula. Aktivitas fisik yang dilakukan secara teratur akan memberikan penyesuaian terhadap tubuh, sehingga akan mengurangi gangguan terhadap sel, meminimalkan kelelahan, meningkatkan kinerja dan mengurangi penggunaan tenaga secara berlebihan selama aktivitas. Latihan dengan intensitas lebih dari 50% VO2 maks akan meningkatkan penumpukan asam laktat, sehingga dapat menurunkan pH. Pada latihan sub maksimal diperkirakan terjadi peumpukan H+ yang berpengaruh terhadap perubahan pH.Dalam keadaan istirahat tubuh memiliki pH darah normal 7,4 dan pada latihan fisik pH dapat turun menjadi 7,0, sedangkan pada latihan fisik yang maksimal pH dapat turun hingga 6,5. Penurunan pH darah dan otot dapat menyebabkan produksi asam laktat dan menurunkan bersihan asam laktat oleh hati karena terhambatnya glikolisis.5. KesimpulanLaktat merupakan intermediate product dari metabolisme glukosa dan merupakan produk akhir dari metabolisme anaerobik. Sintesis laktat meningkat bila pembentukan piruvat di cytosol melebihi penggunaannya oleh mitokondria. Ini terjadi apabila didapati peningkatan metabolik yang cepat atau hantaran oksigen ke mitokondria menurun, seperti pada keadaan hipoksia jaringan. Sintesis laktat juga dapat terjadi bila metabolisme glukosa melebihi kapasitas oksidatif mitokondria. Pada latihan fisik intensitas tinggi otot berkontraksi dalam keadaan anaerobik, sehingga penyediaan ATP terjadi melalui proses glikolisis anaerobik. Hal ini mengakibatkan peningkatan kadar laktat dalam darah maupun otot. Tetapi otot yang terlatih tetap dapat berkontraksi dengan baik pada konsentrasi asam laktat yang cukup tinggi. Segera setalah mendapat oksigen, asam laktat diubah kembali menjadi asam piruvat dan selanjutnya diubah menjadi energi, karbondoksida dan air.

DAFTAR PUSTAKA

Ardle WM. 1994. Essensial of Exercise Physiology. Lea and Febiger, USA. Pp. 13-14. Brooks GA and Fahey TD. 1984 Exercise Physiology Human Bioenergetics and Its Applications: 2nd Edition. Mountain View, CA: Mayfield Pub

Clark, J.F. 1997. Creatine & phospocreatine : a review of their use in exercise & sport. Journal of Athletic Training. 32(1) : 33-36.

Dennis SC and Noakes TD. 2003. Exercise:muscle and metabolic requirement. In Encyclopedia of Food Sciences & Nutrition, 2nd Edition, Caballero B, Trugo LC, and Finglas PM. Eds. Academic Press. Deshpande SA, Platt MPW. Association between blood lactate and acid base status and mortality in ventilated babies. Arch Dis Child 1997; 76 : F15-20

Duke T. Dysoxia and lactate. Arch Dis Child 1999; 81 : 343 -50Hatfield FC. 1993. Hardcore bodybuilding : a scientific approach. Contemporary Books.

Jeukendrup A. and Gleeson M. 2004. Sport nutrition : An introduction to energy production and performance. Human Kinetics, Champaign, IL.

Litwak, S.R. 2003. Energy Metabolism. In Encyclopedia of Food Sciences & Nutrition, 2nd Edition, Caballero B, Trugo LC, and Finglas PM. Eds. Academic Press. 21

Luft FC. Lactic acidosis update for critical care clinicians. J. Am Soc Nephrol 2001 : 12: S15-9

Mayes PA. Glycolisis and piruvate oxidation. Dalam : Murray RK, Grammer DK. Mayes PA dkk, penyunting Harpers biochemistry. Edisi ke-22. London : Appleton & lange, 1995. 197-206

Sharma S. Lactic acidosis Diambil dari : URL : http://www.emedicine.com/med/topic 1253.htmWilmore JH and Costill DL. 2005. Physiology of Sport and Exercise: 3rd Edition. Human Kinetics, Champaign, IL.

1