Paper Mata Kuliah Olahraga dan Seni Hari/Tanggal : Februari 2011

PENYEDIAAN MAKANAN UNTUK AKTIVITAS TUBUH

Novita Puji Handayani I14104001Sondang Nababan I14104002Dewi Fitriyanti I14104003Yudhi Adrianto I14104004Endah Mayang sari I14104007Yulinda Kurniasari I14104008Andra Vidyarini I14104009Kumalawati Dewi I14104010Relina Kusumawardhani I14104011Irani Rachmawati I14104012Citra Nirwansyah Ario I14104013Resita Nurbayani I14104015Dea Nurul Azizah I14104016

Penanggung Jawab Mata Kuliah

Siti Sofiah, S.Pd.

DEPARTEMEN GIZI MASYARAKAT

FAKULTAS EKOLOGI MANUSIA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2011

BAB IV

PENYEDIAAAN MAKANAN UNTUK BERAKTIVITAS

Karbohidrat, lemak, dan protein yang terdapat pada makanan

menyediakan energi sebagai bahan bakar dalam tubuh. Sebelum digunakan,

energi harus dikonversi terlebih dahulu menjadi Adenosin Trifosfat (ATP). ATP

dapat dihasilkan dengan atau tanpa oksigen, tergantung dari jangka waktu dan

intensitas saat latihan. Jumlah oksigen pada otot tergantung dari kemampuan

jantung dan paru-paru dalam mengirimkan oksigen ke otot.

Simpanan Energi

Energi dapat disimpan di dalam tubuh. Energi dalam bentuk ATP lebih

sedikit dibandingkan dalam bentuk kreatinin fosfat yang dapat digunakan dengan

segera di dalam otot pada waktu tertentu. Simpanan karbohidrat dan lemak

digunakan untuk menghasilkan ATP. Protein tidak disimpan di dalam tubuh,

tetapi protein yang telah mengalami kerusakan dibutuhkan untuk menyediakan

energi saat latihan.

Karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen yang terdapat didalam otot

dan hati. Energi yang disimpan sebagai glikogen jumlahnya lebih sedikit

dibandingkan dengan jumlah yang disimpan dalam bentuk lemak dan bentuk

protein. Sekitar 60-120g (atau sama dengan 2-4 pon) glikogen yang tersimpan

dalam hati. Setelah makan, simpanan glikogen dalam hati meningkat sehingga

glukosa darah tetap tersedia sampai malam hari. Makanan yang baik saat

sarapan akan menggantikan glikogen dalam hati yang sudah terpakai selama

malam hari. Di dalam otot terdapat 200-500g (1/2-1 pon) glikogen dari 70 kg

berat perorang. Glikogen otot dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk

melakukan aktivitas otot . Konsumsi karbohidrat yang tinggi akan meningkatkan

kandungan glikogen dalam otot.

Cadangan lemak di dalam tubuh hampir tidak terbatas, diperkirakan 130

pon energi yang tersimpan sebagai lemak tubuh bagi wanita dengan berat badan

(54 kg) sudah cukup untuk melakukan aktivitas berlari 1000 mil (1609 km).

Sebagian besar lemak di dalam tubuh tersimpan dalam bentuk trigliserida yang

terdapat pada jaringan adiposa di bawah kulit dan di sekitar organ tubuh.

Jumlahnya sangat kecil dibandingkan lemak yang terdapat dalam otot.

Protein dapat digunakan sebagai bahan bakar dari protein di dalam tubuh

yang telah mengalami kerusakan. Protein penting untuk kelangsungan hidup

seperti protein dalam otot. Protein sangat dibutuhkan sebelum terjadi kerusakan

yang mempengaruhi fungsi tubuh.

TABEL 4.1 ENERGI YANG TERSEDIA DI DALAM TUBUH

Simpanan Energi Letak utama Energi

(Kalori)*

Glikogen Hati dan otot 1,400

Glukosa atau lemak Cairan tubuh 100

Trigliserida Jaringan adiposa 115,000

Protein otot 25,000

*Jumlah tersebut terdapat pada laki-laki dengan berat badan berkisar 70Kg

Bagaimana Ketersediaan Energi Mempengaruhi

Jangka Waktu Latihan Olahraga?

Ketersediaan energi sebagai bahan bakar tergantung berapa lama

manusia melakukan latihan. Saat detik-detik pertama, tubuh dapat menggunakan

ATP dan kreatinin fosfat dengan jumlah yang sedikit yang tersimpan di dalam

otot, setelah itu tambahan ATP sangat diperlukan.

Energi : ATP dan Kreatinin Posfat

Pada saat langkah-langkah awal joging dipagi hari, contohnya, jantung

dan paru-paru tidak mempunyai waktu untuk segera melakukan peningkatan

pengiriman oksigen ke otot selama ATP masih dibutuhkan sebagai bahan bakar

untuk aktivitas otot. Pada saat 10-15 detik pertama di dalam latihan, otot

menggunakan energi dari simpanan ATP dan kreatinin fosfat yang merupakan

penyusun energi tertinggi yang tersimpan dalam otot. Oksigen tidak dibutuhkan

sebagai bahan bakar. Pada saat otot beristirahat, terdapat simpanan ATP yang

cukup untuk bahan bakar otot selama tiga detik lamanya. Pemakaian ATP untuk

otot, transfer enzim fosfat dari kreatinin fosfat ke adenosin difosfat (ADP) dapat

digunakan untuk pembentukan ATP dalam jumlah yang lebih banyak lagi. Jumlah

kreatinin fosfat yang disimpan dalam jumlah yang sedikit dapat menjadi bahan

bakar aktivitas otot untuk 8-10 detik.

Rendah dan tingginya intensitas latihan, seperti berlari 100 meter,

berenang 25 meter, atau mengangkat beban berat, bahan bakar bisa didapatkan

secara khusus dari energi yang tersimpan dalam bentuk ATP dan kreatinin fosfat.

Kebutuhan meningkat saat melakukan kegiatan olahraga, seperti bola basket.

Dalam olahraga-olahraga permainan seperti bola basket, lompat galah, atau

tolak peluru akan tetap membutuhkan ATP. ATP dihasilkan dari metabolisme

karbohidrat, protein, dan lemak.

Bahan Bakar (Energi) yang dibutuhkan saat Latihan Jangka Pendek :

Metabolisme Anaerob

Setelah latihan selama 10-15 detik, cadangan ATP dan kreatinin fosfat

dalam otot akan habis, dan bagaimanapun jantung dan paru-paru membutuhkan

lebih banyak waktu untuk melakukan pengiriman oksigen ke otot.

Gambar 4.1 saat memulai berolahraga, otot memperoleh energi dari simpanan

Setelah 30 detik bergerak, skema anaerob mulai bekerja dengan

maksimal. Metabolisme aerob mulai memberikan kontribusi energi yang

signifikan setelah sekitar 2 menit setelah olah raga dimulai, dan metabolisme

anaerob bertanggung jawab untuk memproduksi energi yang dibutuhkan selama

aktivitas jangka panjang.

Gambar 4.2

Pada saat kekurangan oksigen, ATP diproduksi dari glukosa melalui

metabolisme anaerob, yang mana pembentukan ATP dilakukan dengan cepat

namun tidak effisien. Ketika oksigen sudah tersedia, maka metabolisme aerob

dapat bekerja dengan menggunakan baik glukosa maupun asam lemak untuk

memacu ATP. Pada saat terjadi, produksi ATP menjadi lebih lambat namun

sebagian besar ATP yang sudah ada dipacu oleh tiap molekul glukosa

Sel otot menggunakan metabolisme anaerob, yakni metabolisme yang

tidak membutuhkan oksigen dalam pembentukan ATP. Reaksi metabolisme

anaerob terjadi di bagian sitoplasma sel. Metabolisme anaerob hanya dapat

menggunakan glukosa sebagai bahan bakar. Pada proses yang disebut glikolisis,

glukosa dengan 6 karbon di pecah menjadi dua molekul piruvat dengan 3 karbon

(Gambar 4.2) dan membentuk dua molekul ATP, yang selanjutnya dapat

digunakan untuk menggerakan kontraksi otot. Produk sementara dari produksi

ATP secara anaerob piruvat dan energi elektron yang tinggi, dikombinasikan

dalam bentuk sebuah molekul yang disebut asam laktat. Asam laktat dapat

ditransportasikan keluar otot untuk digunakan oleh jaringan lain. Hati dapat

mengubah asam laktat menjadi glukosa. Jika jumlah asam laktat yang di

produksi berlebihan maka hanya sedikit yang dapat digunakan, yang diperlukan

untuk pembentukan otot dan darah. Pembentukan asam laktat berhubungan

dengan rasa letih, tetapi tidak selalu menjadi penyebab utama dari keletihan.

Energi untuk Pelari Jarak Jauh: Metabolisme Aerob

Setelah 2 – 3 menit berolahraga, detak jantung dan volume pernafasan

mengalami peningkatan , dimana pada proses ini dibawa lebih banyak oksigen

ke otot. Saat ini, metabolisme secara aerob dapat menghasilkan ATP. Untuk

menghasilkan ATP, metabolisme aerob menggunakan glukosa, asam lemak, dan

kadang – kadang asam amino yang berasal dari protein. Proses ini menghasilkan

ATP lebih sedikit dibanding dengan metabolisme secara anaerob, tetapi proses

ini lebih efisien, karena menghasilkan sekitar 18 kali lebih banyak ATP untuk

setiap molekul glukosanya.

Reaksi metabolisme aerob ini terjadi pada organel sel yang disebut

dengan mitokondria. Ketika ada oksigen, piruvat diproduksi secara metabolisme

anaerob yang masuk kedalam mitokondria. Disinilah terjadi kehilangan atom

karbon yang menjadi CO2 yang bergabung dengan molekul yang disebut dengan

koenzym A (CoA) menjadi bentuk yang disebut asetil CoA. Ketika ada oksigen,

piruvat digunakan untuk membuat asetil CoA dan tidak ada asam laktat yang

terbentuk. Elektron – elektron dilepas oleh glukosa yang kemudian dibawa oleh

molekul pengganti. Dan kemudian digunakan untuk menghasilkan ATP. Ketika

asam lemak digunakan untuk menghasilkan ATP, rantai asam lemak pertama

diputus menjadi 2 unit karbon dari bentuk asetil CoA. Prose ini disebut dengan

beta oksidasi.

Asetil CoA yang dihasilkan dari beta oksidasi atau pemutusan glokosa,

kemudian akan memasuki tahap selanjutnya dari metabolisme aerob; siklus

asam sitrat. Unutk memulai siklus ini, asetil CoA berkombinasi dengan 4 molekul

carbonyang berasal dari metabolisme karbohidrat. Hasilnya adalah 6 molekul

karbon yang disebut dengan asam sitrat. Pada siklus asam sitrat karbon

kemudian akan berpindah dari CO2 sampai 4 molekul karbon dibentuk kembali.

Reaksi kimia ini menghasilkan 2 molekul ATPper molekul glukosa. Mereka

kemudian akan melepaskan elektron energi tinggi. Elektron –elektron ini akan

bertukar dengan molekul yang kemudian ditransportasikan pada tahap akhir dari

metabolisme aeob, dimana elektron tersebut akan mentransportasaikan rantai.

Transport rantai elektron ini membungkus molekul yang yang begabung dengan

membran dalam dari mitokondria. Molekul ini menerima elektron dari pertukaran

molekul dan kemudian akan turun melewati rantainya sampai mereka selesai

berkombinasi dengan oksigen menjadi air. Elektron yang terlepas, energinya

terjebak dan digunakan untuk membuat ATP.

Kapasitas aerob tergantung pada jumlah oksigen yang diantar dan

digunakanoleh otot. Kapasitas aerob yang besar membuat seseorang untuk

dibentuk nantinya pada latihan tanpa bertumpu pada metabolisme aerob.

Bagaimana Intensitas Latihan dapat berefek pada Metabolisme?

Untuk menghasilkan enegi pada otot selama latihan, ATP diproduksi

secara metabolisme aerob dan anaerob.

Ketinggian dapat berpengaruh pada kesuksesan atletik

Ketika orang – orang pergi dari laut menuju pegunungan, mereka akan

merasa sulit berfikir dan bernafas. Hal ini terjadi karena kandungan oksigen lebih

sedikit dibanding yang ada di udara pada ketinggian normal. Hal ini juga sangat

berpengaruh pada penampilan atlit, contohnya pada Olimpiade musim panas

tahun 1968 yang diselenggarakan di Mexico 7349 (2240 meter diatas permukaan

laut). Pada cabang lari jarak pendek, dimana olahraga ini tidak tergantung pada

oksigen yang tersedia di sel otot, catatan terbaru yang dibentuk pada setiap laki

– laki dan wanita. Bagaimanapun juga, pada lomba yang memperhitungkan

jarak, udara yang dibutuhkan lebih sedikit. Waktu akan melambat pada lomba

berlari lebih lama dari sekitar setengah mil (800 m), dimana oksigen yang

tersedia di otot untuk memproduksi ATP. Tinggi juga memiliki efek yang besar

pada atlet yang tinggal di laut dibandingkan mereka yang harus membiasakan

diri untuk tinggal dan latihan pada ketinggian. Jumlah ATP yang diproduksi oleh

masing-masing tergantung dari intensitas aktivitasnya. Selama intensitas latihan

yang cukup, hati dan paru-paru dapat menyalurkan oksigen yang cukup ke otot

untuk mendukung metabolism aerobik. Metabolisme aerobic dapat menggunakan

baik glukosa dan lemak untuk memproduksi ATP. Ketika intensitas latihan

meningkat, oksigen tidak dapat disalurkan ke otot dengan cepat untuk memenuhi

kebutuhan energi selama metabilisme aerobic terjadi, maka metabolisme

glukosa secara anaerobik meningkat untuk menyediakan tambahan ATP.

Semakin intens sebuah latihan, semakin banyak proporsi ATP yang disediakan

oleh metabolisme glukosa secara anaerobik.

Bagaimana Latihan Dapat Mempengaruhi Metabolisme?

Sebagaimana telah didiskusikan sebelumnya, latihan meningkatkan

jumlah oksigen yang disalurkan ke otot. Hal tersebut meningkatkan jumlah darah

yang dipompa pada setiap detakan jantung, volume darah, jumlah sel darah

merah, dan jumlah kapiler di otot. Pada tingkat sel otot, latihan meningkatkan

jumlah dan ukuran mitokondria, kemampuan untuk memetabolisme asam lemak,

dan jumlah simpanan glikogen. Efek psikologi dan biokimia ini meningkatkan

kemampuan personal untuk menyalurkan oksigen ke sel otot, dan kemampuan

sel untuk memproduksi ATP melalui metabolisme aerobik.

Membandingkan kinerja terlatih dan tidak terlatih pada seseorang dalam

sebuah kegiatan yang identik mengungkapkan pengaruh terhadap latihan. Jika

dua orang pada usia yang sama umur, tinggi, dan beratnya mencoba bersepeda

menanjak selama satu jam dengan mengatur kecepatan, tingkat latihan dapat

mempengaruhi tipe metabolism, bahan bakar terbakar, dan berapa lama setiap

orang dapat terus bertahan. Orang yang terlatih dapat bersepeda pada

kecepatan yang diminta saat dominan menggunakan metabolisme aerobik. Ia

dapat menggunakan sebagian besar asam lemak sebagai sumber energi, jadi

cadangan glikogennya tidak menipis. Ia dapat bersepeda selama satu jam

penuh. Orang yang tidak terlatih tidak dapat bersepada pada kecepatan yang

diminta hanya dengan menggunakan metabolisme aerobik. Ia akan

menggunakan metabolisme glukosa secara anaerobik untuk mensuplai beberapa

kebutuhan energi. Sebelum waktu bertambah, cadangan glikogennya akan habis

dan ia akan melambat atau berhenti bersepeda.

Pengisian Bahan Bakar Latihan dengan Karbohidrat

Glukosa adalah bentuk karbohidrat yang digunakan otot sebagai sumber

bahan bakar selama latihan. Glukosa dapat diperoleh dari perombakan glikogen

di otot, atau dapat disalurkan oleh darah. Glukosa yang disalurkan darah berasal

dari simpanan glikogen di hati, sintesis glikogen oleh hati, dan konsumsi

karbohidrat dari makanan atau minuman selama latihan.

Seberapa cepat glukosa digunakan selama latihan tergantung pada

intensitas latihan (Gambar 4.3). Latihan dengan intensitas tinggi bergantung

pada metabolisme anaerobik yang menggunakan glukosa sebagai sumber

bahan bakar. Glukosa untuk latihan dengan intensitas tinggi mayoritas berasal

dari glikogen otot. Untuk itu, semakin intens latihan, senakin banyak glikogen

yang digunakan. Penipisan glikogen otot merupakan salah satu factor yang

terlibat pada timbulnya kelelahan selama latihan.

Selama intensitas latihan yang rendah dan sekedarnya, otot dapat

menggunakan lemak sebagai bahan bakar, jadi penipisan glikogen berlangsung

lebih lambat. Tetapi bahkan ketika metabolisme aerobik mendominasi, beberapa

glukosa tetap digunakan. Beberapa berasal dari glikogen otot dan beberapa

disalurkan oleh darah. Ketika simpanan glikogen otot menurun, glucosa yang

diedarkan darah menjadi sumber karbohidrat yang lebih penting. Hormon

dilepaskan selama latihan membantu menjaga kadar gula darah dan dapat terus

menyuplai glukosa ke sel tubuh, termasuk otot. Sebagai contoh, tak lebih dari

detik-detik awal latihan, hormon epinefrin dan norepinefrin dilepaskan. Ketika

kadar gula darah mulai turun, pankreas mensekresikan hormone glukagon.Ketiga

hormon ini merangsang hati untuk merombak glikogen dan membentuk glukosa

baru.

Ketika glikogen hati dipecah, glukosa dibebaskan ke dalam darah.

Selama latihan dengan intensitas lama, glikogen hati menipis. Untuk menjamin

glukosa tetap tersedia, glukagon juga merangsang glukoneogenesis, atau proses

pembentukan glukosa baru.

Sumber Energi Pada Intensitas Latihan Yang Berbeda

Gambar 4.3. Aliran darah ke otot meningkat secara dramatis selama latihan

berat, seperti yang ditunjukkan oleh area kuning pada grafik ini. Saat istirahat,

otot-otot terutama akan menggunakan asam lemak sebagai bahan bakar. Asam

lemak juga merupakan bahan bakar yang penting selama latihan intensitas

sedang. Namun, ketika intensitas latihan tinggi, hampir semua energi untuk

kontraksi otot berasal dari glukosa.

Selama latihan glukoneogenesis terjadi terutama di hati. Hat ini

menghasilkan glukosa dari molekul tiga-karbon, termasuk asam laktat, alanin,

dan gliserol. Asam laktat yang dihasilkan oleh metabolisme anaerobik glukosa.

Asam laktat dihasilkan di otot dan dapat melakukan perjalanan ke hati serta

diubah kembali menjadi glukosa. Alanine adalah asam amino yang dihasilkan

dari pelepasan dan pemecahan asam amino dari otot. Gliserol adalah produk

dari pemecahan trigliserida. Bila jaringan lemak dipecah, masing-masing molekul

trigliserida menghasilkan tiga asam lemak dan molekul gliserol. Asam lemak

akan diangkut ke otot. Asam lemak ini digunakan untuk membuat ATP melalui

metabolisme aerobik. Gliserol akan beralih ke hati, di mana ia dapat digunakan

untuk glukoneogenesis. Akibat dari beta-oksidasi asam lemak pecah menjadi

molekul dua-karbon, asam lemak tidak dapat digunakan untuk mensintesis

glukosa.

Jumlah glukosa yang harus diproduksi melalui proses glukoneogenesis

selama latihan tergantung pada beberapa hal, yakni :

Tingkat persediaan karbohidrat yang ada sebelum latihan dimulai

Durasi dan intensitas latihan

Berapa banyak karbohidrat yang dikonsumsi selama latihan

Selama latihan yang lama (tiga jam atau lebih), glukoneogenesis

merupakan sumber utama glukosa untuk otot. Karbohidrat yang dikonsumsi

selama latihan (sebagai minuman atau makanan ringan) dapat memberikan

Gambar

sumber tambahan glukosa. Hal ini bermanfaat untuk latihan yang berlangsung

satu jam atau lebih karena akan menghemat cadangan glikogen, mengurangi

kebutuhan glukoneogenesis, dan menunda kelelahan.

Pengisian Bahan Bakar selama Latihan dengan Lemak

Lemak merupakan sumber energi utama selama latihan, tetapi hanya

dapat digunakan ketika oksigen tersedia. Selama latihan intensitas sedang (60%

sampai 75% dari VO2 maksimum), lemak digunakan sebagai sumber energi

utama untuk kontraksi otot. Bila lemak digunakan sebagai sumber energi,

persediaan glikogen dapat terjaga dan olahraga dapat terus berlangsung untuk

waktu yang lama. Berbagai suplemen makanan, termasuk karnitin dan kafein,

bekerja untuk meningkatkan daya tahan dengan membuat penyerapan asam

lemak menjadi lebih mudah bagi tubuh untuk menggunakan asam lemak tersebut

sebagai bahan bakar (lihat Bab 8).

Asam lemak yang akan digunakan untuk energi, harus diangkut dari

dalam sel otot ke dalam mitokondria. Asam-asam lemak ini diangkut melintasi

membran mitokondria dengan bantuan dari asam amino karnitin. Begitu di dalam

mitokondria, barulah asam-asam lemak tersebut dipecah untuk memproduksi

ATP. Rata-rata kemampuan otot dalam menggunakan asam lemak bergantung

pada kecepatan penghantarannya ke sel dan kemudian ditransportasikan ke dlm

mitokondria.

Asam lemak yang digunakan selama latihan dapat berasal dari jaringan

adiposa, simpanan lemak di sel otot, lemak yang dikonsumsi dari makanan atau

lemak yang disintesis dari hati. Sebagian besar simpanan lemak di tubuh terdiri

dari trigliserida yang ditemukan di jaringan adiposa. Pemecahan trigliserida

dalam jaringan adiposa distimulasi oleh peningkatan hormon epinefrin yang

terjadi ketika latihan dimulai. Hasil asam lemak ditransportasikan melalui aliran

darah ke otot.

Simpanan lemak dalam otot, dikenal sebagai lemak intramuskular, yang

dapat digunakan sebagai sumber energi selama latihan. Lemak ini tersedia di

dalam jaringan otot, jadi asam lemak tersebut tidak diperlukan untuk

ditransportasikan ke dalam darah. Pada aerobik dengan intensitas tinggi lebih

banyak digunakan lemak intramuskular. Trigliserida yang dikonsumsi dari

makanan atau disintesis oleh hati adalah sumber asam lemak yang kurang

dipergunakan selama latihan. Mereka ditransportasikan di dalam darah dalam

partikel yang disebut lipoprotein. Dalam otot, enzim membelah trigliserida dan

mengikuti asam lemak untuk memasuki sel otot. Karena pada umumnya

seseorang tidak mengkonsumsi makanan berlemak dalam jumlah besar sebelum

latihan, maka jumlah energi yang terkandung dalam lipoprotein pada umumnya

sedikit.

Apakah Peran Protein selama Olahraga?

Walaupun protein tidak digunakan sebagai sumber energi yang utama untuk

tubuh, tetapi tubuh tetap menggunakan protein sebagai sumber energi dalam

jumlah sedikit. Jumlah tersebut meningkat dalam beberapa kasus, contohnya :

Jika sumber dari makanan tidak menyediakan jumlah energi yang cukup

Jika seseorang mengkonsumsi protein lebih dari kebutuhannya

Dalam berbagai macam latihan

Asam amino yang tersedia dalam tubuh berasal dari pencernaan protein

dari makanan dan dari pemecahan protein tubuh. Asam amino dapat digunakan

untuk sintesis protein tubuh baru atau molekul yang mengandung nitrogen

lainnya. Jika grup amino yang mengandung nitrogen dihilangkan dari asam

amino, sisa karbon yang terkandung dapat dipecah untuk produksi ATP. Dalam

beberapa kasus, hal tersebut dapat digunakan untuk mensintesis glukosa melalui

proses glukoneogenesis.

Metabolisme protein dipengaruhi oleh intensitas latihan. Latihan dengan

intensitas tinggi meningkatkan penggunaan protein, namun latihan dengan

intensitas rendah tidak. Karena asam amino dapat digunakan untuk mensintesis

glukosa melalui proses glukoneogenesis, protein menjadi lebih penting sebagai

sumber energi ketika simpanan karbohidrat dalam tubuh rendah. Selama latihan,

otot dapat menggunakan asam amino untuk menghasilkan ATP dan untuk

memproduksi molekul yang diperlukan untuk metabolisme aerobik. Setelah

latihan, asam amino digunakan untuk membangun dan memperbaiki protein

dalam otot.

Kebutuhan protein tubuh meningkat karena latihan kekuatan dan latihan

daya tahan. Kekuatan latihan distimulasi otot tumbuh;protein tambahan

dibutuhkan untuk memasok asam amino untuk membangun otot. Latihan daya

tahan meningkatkan kebutuhan protein karena asam amino menjadi sumber

energi yang penting saat latihan terus menerus selama berjam-jam. Selain itu,

asam amino digunakan untuk mensintesis glukosa oleh glukoneogenesis.

Glukosa yang dihasilkan oleh glukoneogenesis membantu menjaga kadar

glukosa darah selama kegiatan daya tahan. Protein tambahan juga diperlukan

untuk memperbaiki cidera otot yang disebabkan oleh latihan intensif.

Kelelahan Akibat Latihan

Kelelahan akibat Latihan disebabkan karena kombinasi antara faktor

psikologis, lingkungan, dan fisiologis. Faktor fisiologis, seperti suasana hati,

dapat mempengaruhi kinerja latihan. Seorang atlet depresi mungkin merasa lelah

bahkan sebelum pertandingan. Faktor lingkungan, seperti suhu, dan

kelembaban, juga dapat mempengaruhi seberapa cepat seorang atlet menjadi

lelah. faktor fisiologis yang mempengaruhi kelelahan termasuk perubahan yang

disebabkan oleh produksi panas, penumpukan metabolit dari metabolisme

energi, dan penipisan glikogen hati dan otot. Saat atlet kehabisan glikogen,

mereka merasa kelelahan yang luar biasa, yang disebut hitting the wall atau

bonking. Persediaan glikogen akan lebih cepat habis ketika oksigen tidak

tersedia dan metabolisme anaerobik dominan.

Cepat atau lambat, semua olahraga akan menyebabkan kelelahan dan

keletihan. Hal ini terjadi tergantung pada jenis dan durasi latihan, intensitas

latihan, dan kebugaran dari atlet. Selama latihan intensitas tinggi, oksigen tidak

bisa sampai ke otot cukup cepat, sehingga tubuh sangat bergantung pada

metabolisme anaerobik dari glukosa. Hal ini menyebabkan persediaan glikogen

digunakan dengan cepat,sehingga menyebabkan kelelahan. Pada intensitas

yang lebih rendah, metabolisme aerobik dominan, dan olahraga dapat terus

berlangsung untuk waktu yang lama sebelum terjadi kelelahan. Metabolisme

aerobik lebih efisien dan mengutamakan asam lemak untuk energi, hemat

glikogen. Walau bagaimanapun, metabolisme aerobik menggunakan glukosa,

sehingga persediaan glikogen akhirnya akan habis.

Review

ATP dibutuhkan untuk bahan bakar penggerak tubuh yang disediakan

dari karbohidrat, lemak, dan protein. Sejumlah kecil ATP dan kreatin fosfat,

senyawa lain tinggi energi, disimpan dalam otot. Setelah latihan dimulai, bahan

bakar ini digunakan dengan cepat, dan ATP tambahan harus dipasok oleh

pemecahan karbohidrat, lemak, atau protein. Ketika oksigen terbatas, pada saat

latihan pertama dimulai dan selama latihan intens, ATP harus diproduksi oleh

metabolisme anaerobik. metabolisme anaerobik hanya menggunakan glukosa

sebagai bahan bakar, yang merupakan cara yang cepat tapi tidak efisien untuk

menghasilkan ATP. Hal ini tidak bisa mempertahankan latihan untuk waktu yang

lama karena dengan cepat menggunakan glukosa disimpan sebagai glikogen.

Ketika oksigen tersedia pada otot, metabolisme aerobik dapat dilanjutkan.

metabolisme aerobik dapat menggunakan karbohidrat, lemak, atau protein untuk

memproduksi ATP. Dengan menggunakan asam lemak sebagai bahan bakar,

metabolisme aerobik merupakan suku cadang untuk cadangan glikogen. Latihan

yang bergantung pada metabolisme aerobik bisa terus untuk jangka waktu yang

lebih lama sebelum atlet kelelahan. Deplesi glikogen dan perubahan lain pada

otot berkontribusi kelelahan. Latihan memungkinkan atlet untuk tampil pada

intensitas yang lebih tinggi sebelum metabolisme anaerobik dominan.

KESIMPULAN

Bila ditinjau pada tingkat sel, tubuh manusia disusun dari 100 triliun sel

dan mempunyai sifat dasar tertentu yang sama. Setiap sel digabung oleh struktur

penyokong intrasel, dan secara khusus beradaptasi untuk melakukan fungsi

tertentu. Dari total sel yang ada tersebut, 25 triliun sel merupakan sel darah

merah yang mempunyai fungsi sebagai alat transportasi bahan makanan dan

oksigen di dalam tubuh dan membawa karbon dioksida menuju paru-paru untuk

dikeluarkan. Semua sel menggunakan oksigen sebagai salah satu zat utama

untuk membentuk energi, dimana mekanisme umum perubahan zat gizi menjadi

energi di semua sel pada dasarnya sama.

Bahan makanan yang berupa karbohidrat, lemak, dan protein yang

dioksidasi akan menghasilkan energi, dimana energi tersebut digunakan untuk

membentuk sejumlah besar Adenosine Tri Posphate (ATP), dan selanjutnya ATP

tersebut digunakan sebagai sumber energi bagi banyak fungsi sel. Sehingga

ATP merupakan senyawa kimia labil yang terdapat di semua sel, dan semua

mekanisme fisiologis yang memerlukan energi untuk kerjanya mendapatkan

energi langsung dari ATP.

ATP adalah suatu nukleotida yang terdiri dari basa nitrogen adenin, gula

pentosa ribosa dan tiga rantai fosfat. Dua rantai fosfat yang terakhir dihubungkan

dengan bagian sisa molekul oleh ikatan fosfat berenergi tinggi yang sangat labil

sehingga dapat dipecah seketika bila dibutuhkan energi untuk meningkatkan

reaksi sel lainnya. Enzim-enzim oksidatif yang mengkatalis perubahan Adenosine

Diphospate (ADP) menjadi ATP dengan serangkaian reaksi menyebabkan energi

yang dikeluarkan dari pengikatan hidrogen dengan oksigen digunakan untuk

mengaktifkan ATPase dan mengendalikan reaksi untuk membentuk ATP dalam

jumlah besar dari ADP. Bila ATP di urai secara kimia sehingga menjadi ADP

akan menghasilkan energi sebesar 8 kkal/mol, dan cukup untuk berlangsungnya

hampir semua langkah reaksi kimia dalam tubuh.

Beberapa reaksi kimia yang memerlukan energi ATP hanya

menggunakan beberapa ratus kalori dari 8 kkal yang tersedia, sehingga sisa

energi ini hilang dalam bentuk panas. Beberapa fungsi utama ATP sebagai

sumber energi antara lain:

1. Mensintesis komponen sel yang penting

2. Kontraksi otot

3. Transport aktif untuk melintasi membran sel:

a. Absorpsi dari traktus intestinalis (usus)

b. Absorpsi dari tubulus ginjal

c. Pembentukan sekreksi kelenjar

d. Membentuk perbedaan konsentrasi ion di dalam syaraf yang

memberikan energi untuk transmisi impuls syaraf.

ATP bukan zat yang terbanyak disimpan sebagai ikatan phospate

berenergi tinggi dalam sel, melainkan Creatine Phospate (CP) yang mengandung

ikatan phospate berenergi tinggi lebih banyak (9,5 kkal/mol pada suhu tubuh)

terutama di otot. CP dapat memindahkan energi dengan saling bertukar dengan

ATP, dimana bila ATP mulai digunakan, energi dari CP dipindahkan dengan

cepat kembali ke ATP. Dengan kandungan energi lebih tinggi antara CP

terhadap ATP menyebabkan reaksi sangat menguntungkan ATP, dimana

pengunaan ATP yang paling kecilpun dalam sel mengeluarkan energi dari CP

untuk mensistesis ATP baru. Efek ini mempertahankan konsentrasi ATP hampir

pada tingkat puncak selama CP tetap di dalam sel. Karena itu, CP merupakan

senyawa “bufer/penyangga” ATP, reaksi yang terjadi adalah :

ATP+H2O →ADP+ENERGI (Output)

ADP+CP+ENERGI→ (Input) ATP+H2O

Dalam produksi energi, terdapat dua macam metabolisme, yaitu:

Anaerob (tanpa oksigen), hanya untuk karbohidrat, terjadi di

sitosol.

Aerob (dengan oksigen), karbohidrat, lemak, dan protein, terjadi di

mitokondria.

Setiap mol glukosa dalam proses anaerob yang terjadi di sitoplasma/sitosol

menghasilkan 2 ATP, sedangkan pada proses aerob yang terjadi di mitokondria

menghasilkan 36 ATP, sehingga total produksinya sebanyak 38 ATP (304

kkal/mol). Tiap mol glukosa dapat memberikan energi sebesar 686 kkal,

sehingga energi yang tersisa menghilang dalam bentuk panas. Sedangkan untuk

setiap mol lemak menghasilkan 2340 kkal (3,5 kali dibanding glukosa) atau

sebanyak 146 ATP.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H20 + ENERGI

Mitokondria dinamakan “pusat energi” bagi sel, karena menyaring energi

dari zat gizi dan oksigen dan selanjutnya menyediakan sebagian besar energi

(95%) yang diperlukan agar sel dapat melakukan fungsinya. Jumlahnya dalam

setiap sel berbeda (dari puluhan sampai ribuan), dimana tergantung pada jumlah

energi yang diperlukan oleh setiap sel, dan mitokondria mengadakan replikasi

sendiri sampai jumlah yang dapat memenuhi kebutuhan energi sel.

Komponen utama sel memperoleh energi adalah oksigen dan satu atau

lebih bahan makanan (nutrisi). Di dalam sel, bahan makanan secara kimia

bereaksi dengan oksigen dibawah pengaruh berbagai enzim (puluhan enzim)

yang mengawasi kecepatan reaksi dan menyalurkan energi yang dikeluarkan

dalam arah yang tepat. Energi yang dihasilkan membentuk ATP. ATP kemudian

ditransfer keluar mitokondria menuju semua bagian sitoplasma dan

nukleoplasma, dimana energinya digunakan untuk memberi tenaga pada fungsi-

fungsi sel. Oleh karena itu, ATP dinamakan sebagai bentuk energi sel karena

dapat disimpan dan dibentuk kembali.

Bila dilihat secara persentase, energi yang menjadi panas sebesar 60%

selama pembentukan ATP, kemudian lebih banyak lagi energi yang menjadi

panas (15%) sewaktu dipindahkan dari ATP ke sistem fungsional sel. Sehingga

hanya 25% dari seluruh energi dari makanan yang digunakan oleh sistem

fungsional sel. Dan walaupun demikian, sebagian besar energi ini juga menjadi

panas karena:

Energi untuk sistesis protein dan unsur-unsur pertumbuhan lain. Bila protein

disintesis menyebabkan banyak ATP digunakan untuk membentuk ikatan

peptida dan ia menyimpan energi dalam rantai ini, terdapat pertukaran

protein secara terus-menerus, sebagian didegradasi dan sementara protein

lainnya dibentuk. Energi yang disimpan dalam ikatan peptida dikeluarkan

dalam bentuk panas ke dalam tubuh.

Energi untuk aktivitas otot. Sebagian besar energi ini dengan mudah

melawan viskositas otot itu sendiri atau jaringan sekelilingnya sehingga

anggota badan dapat bergerak. Pergerakan liat ini menyebabkan gesekan

dalam jaringan akan menimbulkan panas.

Energi untuk jantung memompa darah. Darah merenggangkan sistem arteri

sehingga menyebabkan resevoar energi potensial. Pada saat darah mengalir

melalui pembuluh darah kapiler, gesekan dari lapisan darah yang mengalir

satu sama lain terhadap dinding pembuluh mengubah energi ini menjadi

panas.

Oleh karena itu, panas merupakan energi kinetik pergerakan molekul-

molekul. Bila semua ADP dalam sel telah diubah menjadi ATP, seluruh proses

glikolisis dan oksidasi terhenti, dan sebaliknya bila lebih banyak ATP digunakan

untuk melakukan berbagai fungsi fisiologis dalam sel, dibentuklah ADP baru,

yang secara otomatis menggiatkan kembali proses glikolisis dan oksidasi.

Sehingga cadangan ATP secara otomatis dipertahankan setiap saat.

DAFTAR PUSTAKA

Guyton A.C 1987. Fisiologi Manusia dan Mekanisme Penyakit. ECG : Jakarta Kroemer,etal. 1990. Engineering Physiology 2nd Edition. Nostrand : NewYork, Schumm D.E 1993. Intisari Biokimia. Binarupa Aksara:Jakarta.Vanders, et al 1994. Human Physiology, 6Th Edition. McGraw:Hill.