unit 15. fisiologi olahraga

BAB 84

Mffiffiffifigffffiffi"'ffi:.W'lUlaIuagatIIeIupaKaIlsuaIupcInoanasanmengenalDaBsW -ffiL:$fu# I teniuggi bagi beberapa mekanisme tubuh unruk mene-

Cengan demam yang sangat tinggi, mendekati tingkat yang mematikan. metabolismitubuh meniLrgkat sampai kira-kira t00 persen di atas normal. Sebagai pembanrlingnya Itnetabolisme tubuh selanra lari maralon dapat meningkat sampai 2000 po=.r, di ututncrnnal.

r , .', Attet Friadon,,Wsnita,,set+glanbelao. l*oan *Fqe,di;***r.-ffiberlaku untuk atlet pria dewasa muda. bukan l<arena keinginan untuk mengetahui nilaiatlet pria iLri saja melainkan karena hanya pada attct pria, secara relatiftelah dilakukanpcngukuran yang lcngkap. A,kan tetapi, pengukuran-pengukuran tersebut juga telahdilakukan pada atiet wani(a, dengan menggunakan prinsip fisiologi dasar yang harnpiriclentik,kecualiperbedaan.perbedaankuantitatifyangdisebabkano1ehperbedaanda-lam ukuran tubuh, komposisi rubuh, aan aau tidaknya hormon seks pria testosteron.

Pada umumnya, scbagian besar nilaj kuantitatif untuk wanita--seperti kekuarano[or,lentilasiparu.dancurahjanrung.yangselnuanyaberkaitandenganmassaotot-ber.variasiantaraduapcrtigadantigaperempatdarinilaiyangdidapatkanpadapria.Biladiukurberdasarkankekuatanpersen$meterpcrsegidarisuatuareapotonganme-

r lintang" otol wa[]te <lapat metcapai tekasa[ firaksiflrum,ko ksi yang hampir le1rt .;Ji+r+

4 kgrgrn:. Oleh karena itu. sebagian besar perbedaan kemampuan kerja orot secarai.]....kqseJur.$pltdetatpadaperssatesetambalrantubuhpriayaituotot".5rig.dheb'a$kae+

, :,",r , ',.Kemarnpua-nkeqaatletwanitadibandilrgftanatlelpfia-diganrbarkqnolqhkecqpatan i'i..lirelatif.berlari unruk lornba lari maraton. Pada perbandingan yatrg terbarLr, atlet waniraunggulan mcmpunyai kecepatan lari I I persen tebib rendah daripada kemampuan atletpria unggulan. Walau demikian" pada perlombaan lain. atlet wanita mempunyai catatanrekor yang lebih baik daripada atlet pria -contohnya, untuk lomba renang dua arahmenyeberangiTerusanlnggrisyangmengunn.rngkanbagiatletwanitakarenaketerse-

hadappenyimpananpioleinyangsangaibesardisetiaptempatdaIamrubuh.namuoterutama di dalam otot. Bal*an, pria yang sangat sedikit melakukan aktivitas olah raga

:

tetapi memiliki testosteron yang banyak, akan memiliki otot yang akdn tumbuh sekitar40 persen lg:bil besar daripada otot pasangan wanitanya yang tanpa testosreron.

Hormon kelamin wanita eslrugen mungkin juga berperan pada beberapa perbedaanpenampilan antara wanita dan pria, walaupun tidak begitu banyak seperti testosteron.Estrogcn diketahui meningkatkan penimbunan lemak pada wanita, terutama puda pa-

1udara,paha,danjaringansubkutan'Sedikitnya,alasaninisebagiantl*u,lt*.nu

1112 UNIT XV Fisiologi Olahraga

"ala-rata wanita yang bukan atlet memiliki komposisilemak tubuh kira-kira 27 persen berlawanan dengan priayang bukan'atlet, yang memiliki komposisi lernak tubuhsebanyak l5 persen. Keadaan ini merupakan kerugianuntuk mencapai tahap tertinggi penampilan seorang atletpada perlombaan ketika penampilan tersebut bergantungpada kecepatan atau rasio total kekuatan otot tubuh ter-hadap bcrat tubuh.

Otot dalam Latihan

Kekuatan, Daya, dan Ketahanan Otot

Dalam perlombaan atletik, penen',u akhir kesuksesan ada-

lah apa yang dapat dilakukan otot bagi tubuh-besarnyakekuatan yang diberikan otot sewaktu dibutuhkan, dayayang dapat dicapai otot sewaktu melakukan kerja, dan

berapa lama otot dapat melanjutkan aktivitasnya.Kekuatan sebuah otot ditentukan terutama oleh

ukurannya, dengan suatu daya kontraktilitas ntaksimumantara 3 dan 4 kg/cm2 pada satu daerah potongan me-lintang otot. Jadi, seorang manusia yang disuplai sejum-lah tesiosteron normal yang telah membesarkan ototnyamelalui suatu program latihan kerja akan memiliki ke-kuatan otot yang bertambah juga.

Satu contoh mengeniii kekuatan otot, seorang atletangkat berat tingkat dunia mungkin memiliki potonganmelintang otot kuadriseps sebesar 150 sentimeter per-segi. Nilai ini akan memberi kekuatan kontraktilitasmaksimum sebesar 525 kilogram (atau ll55 pon), dansemua gaya ini dikumpulkan pada tendon patella. Olehsebab itu, kita dapat dengan mudah memahami bagai-mana pada waktu tcrtentu tendon ini dapat mengalamiruptur atau terpuntir dari tempat insersinya ke tibia dibarvah lutut. Selain itu, bila gaya semacam ini teriadipada tendon yang menjangkau satu sendi, gaya yang se-rupajuga diberikan terhadap permukaan persendian atausering terhadap ligamen yang menjangkau sendi, sehing-ga berperan pada ter.jadinya dislokasi kartilago, frakturkompresi di sekitar persendian, dan ruptur ligamen.

Kekttatan yang mempertahankan otot kira-kira 40persen lebih besar dari kekuatan kontraksi. Yaitu, bilasatu otot sudah berkontraksi dan kernudian dikeluarkangaya ur-rtuk mencoba meregangkan otot tersebut, seper-ti yang terjadi saat mendarat sesudah melakukan suatuloncatan, keadaan ini akan rnembutuhkan gaya kira-kira40 persen lagi daripada yang dapat dicapai oleh satukontraksi pemendekan. Oleh karena itu, gaya sebesar525 kilogram yang sudah diperhitungkan di atas untuktendon patella selama kontraksi otot berubah menjadi735 kilogram (1617 pon) selama kontraksi mempefta-hankan. Hal ini selanjutnya menjadi gabungan masalahpada tendon, persendian, dan ligamen. Keadaan tersebutjuga dapat mengaiah pada robekar bagian dalam otot itusendiri. Sesungguhnya, peregangan yang kuat dari satuotot yang sudah berkontraksi maksimal adalah satu carapalingpasti untuk mendapatkan derajat nyeri otot yangpaling tinggi.

Kerja mekanis yang dilakukan oleh otot adalah.jum-lah gaya yang diterapkan pada otot dikali dengan jarakyang timbul akibat penggunaan gaya tersebut. Dayakontraksi otot berbeda dari kekuatan otot, karena dayamerupakan suatu pengukuran dari jumlah total kerjayang dilakukan oleh otot dalam satu satuan waktu. Oleh

karena itu, daya ditentukan tidak hanya oleh kekuatankontraksi otot tetapi juga olehjarak kontraksi otot danjumlah otot yang berkontraksi setiap menit. Daya ototbiasanya diukur dalam kilogram meter (kg-m) per menit.Yaitu, satu ototyang dapatmengangkatberai I kilogramsampai pada ketinggian I meter atau satu otot yang da-pat menggerakkan beberapa benda secara menyampingmelawan gaya sebesar I kilogram untuk jarak I meterdalam I menit dikatakan memiliki daya sebesar 1 kg-m/menit. Daya maksimum yang dapat dicapai oleh semuaotot dalam tubuh seorang atlet yang terlatih baik, dengansemua otot bekerja bersama-sama, kira-kirasebagai ber-ikut:

t:,, 8 bampai 1oldetik pertama

1 menit berikutnva ' .:-

3O menit berikutnya

7SQ.S=..,:.-,

4.0..007',,,.1iP.1?00 lrr 1r',

Jadi, jelas sudah bahwa seorang manusia mempu-nyai kemampuan lonjakan daya yang sangat besar un-tuk satu periode waktu yang singkat, seperti selama laricepat 100 meter yang diselesaikan seluruhnya dalam 10

detik peftama, sedangkan untuk perlombaan ketahananjangka panjang, daya yang dikeluarkan dari otot hanyasatu perempat lebih besar daripada selama lonjakandaya awal.

Hal ini tidak berarti bahwa penampilan seorang atletempat kali lebih besar selama awal lonjakan daya dari-pada penampilan 30 menit berikutnya, karena efsiensiuntuk mengubah pengeluaran daya otot menjadi penam-pilan atlet seringkali berkurang selama aktivitas yangcepat daripada selama aktivitas yang kurang cepat tetapicukup lama. Jadi, kecepatan dalam lari cepat 100 meterhanya 1,75 kali lebih besar daripada kecepatan berlariselama 30 menit walaupun kemampuan daya otot padajangka pendek dibandingkan jangka panjang, berbedaempat kali lipat.

Pengukuran lain dari penampilan otot adalah fte-tahanan. Ketahanan ini, sebagian besar, bergantungkepada dukungan nutrisi terhadap otot-terlebih lagikandungan glikogen yang tersimpan dalam otot sebe-lum periode latihan. Seseorang yang menjalankan diettinggi karbohidrat menyimpan lebih banyak glikogen didalam otot daripada seseorang yang menjalankan dietcampuran maupun diet tinggi lemak. OIeh karena itu,ketahanan akan sangat ditingkatkan oleh diet tinggi kar-bohidrat. Bila seorang atlet berlari pada kecepatan yangsama untuk perlombaan maraton, daya tahan at_let terse-but (yang diukur rnelalui waktu yang dibutuhkan untukdapat bertahan dalam perlombaan sampai merasakan ke-letihan yang menyeluruh) kira-kira sebagai berikut:

Jumlah simpanan glikogen dalam otot sebelumperlombaan dimulai dapat menjelaskan perbedaan-per-bedaan ini. Jumlah glikogen yang disimpan kira-kirasebagai berikut:

illiiij,'.;i240.:

BAB 84 Fisiologi Olahraga 1113

Sistern Metabolik Otot dalam Latihan

Di dalam otot terdapat sistem metabolik dasar yangsama seperti di dalam semua bagian tubuh yang lain; halini sudah dibahas secara mendalam di Bab 67 sampai73. Akan tetapi, pengukuran kuantitatifyang khusus dariaktivitas ketiga sistem metabolik sangat penting dalammemahami batasan aktivitas fisik. Sistem ini adalah (l)s istem fosfokre atin- kre atin, (2) s is tem glikoge n-as amlaktat, dan (3) sistem aerobik.

Adenosin Trifosfot. Sumber energi sebenarnya yangdigunakan untuk kontraksi otot adalah adenosin trifosfat(ATP), yang memiliki rumus dasar sebagai berikut:

Adenosin-PO3-POs- PO3-

Ikatan yang melekatkan dua fosfat radikal terakhirkepada molekul, yang dilambangkan dengan simbol -,adalah ikatan fosfat berenergi-tinggi, Setiap ikatan inimenyimpan 7300 kalori energi per mol AIP di bawahkondisi standar (dan bahkan sedikit lebih banyak dibawah kondisi fisik tubuh yang sudah dibahas secaramendalam di Bab 67). Oleh karena itu, bila satu fos-fat radikal dipindahkan, lebih dari 7300 kalori energidilepaskan untuk menggerakkan proses kontraksi otot.Kemudian, bila fosfat radikal kedua dipindahkan, masihterdapat 7300 kalori lagi. Pemindahan fosfat yang per-tama mengubah ATP menjadi adenosisn dfosfat (ADP),dan pemindahan fosfat yang kedua mengubah ADP inimenjadi adenos in m onofosfat (AMP).

Jumlah AIP yang terdapat di dalam otot, bahkan didalam otot seorang atlet yang terlatih dengan baik, hanyacukup untuk mempertahankan daya otot yang maksimalselama kira-kira 3 detik, mungkin cukup untuk setengahbagian lari cepat 50 meter. Oleh karena itu, kecuali un-tuk waktu beberapa detik, penting bahwa ATP yang baruterus menerus harus dibentuk, bahkan selama penampil-an dalam perlombaan atletik yang singkat. Gambar 84-1 menunjukkan seluruh sistem metabolik, mendemon-strasikan pemecahan ATP yang pertama menjadi ADP

dan kemudian menjadi AMP, dengan pelepasan energike otot untuk kontraksi. Pada sisi sebelah kiri gambarditunjukkan ketiga sistem metabolik yang menyuplaiAIP secara terus menerus di dalam serabut otot.

Sistem Energi Fosfokreatin-Kreatin

Fosfokreatin fiuga disebut kreatin fosfat) adalah se-nyawa kimia lain yang mempunyai ikatan fosfat ber-energi tinggi, dengan rumus sebagai berikut:

Kreatin - PO,-

Senyawa ini dapat dipecah menjadi kreatin dan ion fos-fat, seperii yang ditunjukkan pada bagian kiri Gambar84-1, dan sewaktu dipecahkan akan melepaskan energidalam jumlah besar. Sebenarnya, ikatan fosfat berenergitinggi dari fosfokreatin mempunyai energi yang lebihbanyak dibandingkan ATP, 10.300 kalori per mol di-bandingkan dengan 7300. Oleh karena itu, fosfokreatindapat dengan mudah menyediakan energi yang cukupuntuk membentuk kembali ikatan fosfat berenergi tinggidari AIP. Lebih lanjut lagi, kebanyakan sel otot mem-punyai fosfokreatin dua atau empat kali lebih banyakdibandingkan ATP.

Suatu karakteristik khusus dari energi yang dihantar-kan oleh fosfokreatin ke ATP adalah bahwa penghan-taran tersebut terjadi dalam waktu yang sangat singkat.Oleh karena itu, semua energi yang disimpan di dalamfosfokreatin otot dengan segera tersedia untuk kontraksiotot, seperti energi yang disimpan dalam AIP

Jumlah gabungan dari sel ATP dan sel fosfokreatindisebut srslem energi fosfagen Keduanya bersama-samadapat menyediakan daya otot maksimal selama 8 sampai10 detik, hampir cukup untuk lari 100 meter. Jadi, ener-gi dari sistem fosfagen digunakan untuk ledakan singknttenaga otot yang maksimum.

Sislem Glikogen-Asom Lokloi. Gtikogeh yang di-simpan di dalam otot dapat dipecah menjadi glukosadan glukosa tersebut kemudian digunakan untuk energi.Tahap awal dari proses ini, yang disebut glikolisls, terjaditanpa penggunaan oksigen dan, oleh karena itu, disebutsebagai metabolisme anaerobik (lihat Bab 67). Selamaglikolisis, setiap molekul glukosa dipecah menjadi duamolekul asam piruyat, dan energi dilepaskan untukmembentuk empat molekul AIP untuk setiap molekulglukosa asal, seperti yang dijelaskan di Bab 67. Biasa-

GAMBAR 84-1. Sistem meta-bolisme yang penting, yang me-nyuplai energi untuk kontraksiotot.

l. Fosfokreatin

----4

Kreatin + POs-

ll. Glikogen ,Asam laldatt

lll. Glukosa 'l

Asam lemak i + 02 --+

CO2 + H2OAsam amino J

,rri.

ATP&,t

*T lw"-/'l* \-

ADP

\ilfe7 tfl*

AMP

-


nya, asam piruvat kemudian akan masuk ke mitokondriasel otot dan bereaksi dengan oksigen untuk memben-tuk lebih banyak molekul AIP Akan tetapi, bila tidakterdapat oksigen yang cukup untuk melangsungkanmetabolisme glukosa tahap kedua (tahap oksidatif) ini,sebagian besar asam piruvat lalu akan diubah menjadiasam laktat, yang berdifusi keluar dari sel otot masuk kedalam cairan interstisial dan darah. Oleh karena itu, ba-nyak glikogen otot berubah menjadi asam laktat, tetapidalam. perjalanannya, se.jumlah AIP yang sangat banyakdibentuk seluruhnya tan,pa memakai oksigen.

Karakteristik lain sistem glikogen-asam laktat ada-lah bahwa sistem ini dapat membentuk molekul ATPkira-kira 2,5 kali lebih cepat daripada yang dilakukanoleh mekanisme oksidatif mitokondria. Oleh karena itu,bila sejumlah besar AIP dibutuhkan untuk kontraksiotot dalam waktu singkat sampai sedang, mekanismeglikolisis anaerob ini dapat digunakan sebagai sumberenergi yang cepat. Akan tetapi sistem ini, hanya kira-kira setengah kali lebih cepat dari sistem fosfagen. Dibawah kondisi optimal, sistem glikogen-asam laktat da-pat menyediakan aktivitas otot yang maksimal selama1,3 sampai 1,6 menit sebagai tambahan terhadap waktu8 sampai l0 detik yang disediakan oleh sistem fosfagen,walaupun pada beberapa kesempatan mengurangi tena-ga otot.

Sistem Aerobik. Sistem aerobik adalah oksidasi ba-han makanan di dalam mitokondria untuk menghasil-kan energi. Bahan makanan tersebut yaitu, seperti yangditunjukkan pada sisi sebelah kiri pada Gambar 84-1,glukosa, asam lemak. dan asam amino dari makanan-setelah melalui beberapa proses perantara-bergabungdengan oksigen untuk rnelepaskan sejumlah energi yangsangat besar yang digunakan uniuk mengubah AMP danADP menjadi ATP, seperli yang dibahas di Bab 67.

Dalam membandingkan suplai energi dari mekanis-me aerobik ini dengan suplai energi yang dihasilkan darisistem glikogen-asam laktat dan sistem fosfagen, kece-patan relatif pembentukan daya maksimun dalam halpembentukan ATP per mol adalah sebagai berikut:

TABEL 84-1. Sistem Energi yang Dipergunakan dalamBerbagai Jenis Olahraga

s iai€ nl r6$Je li'bii+n .cj i# mLari cepat 200 meterBola basketBasebail home runLari cepat Oaiam troki es

Beienang 100 meteiTenis ... .jSepak bola

s iele iiil!# r"*ai [uE'?i [* nir, :

Lari cepat 800 meter .

Berenang 200 meler :

Skating 1500 meterBertinjuMendayung 2000 meterBerlari 1500 meter , l

Berlaiit milffiJ;;';'oo meter

Sistem aerobikSkating rO.bOO meterCross country skiingLarimaraton (26,2 mil, 42,2km)Jogging ,,

Sistem fosfagenSistem glikogen-asam IaktatSistem aerobik

Bila membandingkan sistem yang sama tersebut untukketahanan, nilai relatifnya adalah sebagai berikut:

yang terutama penting untuk memberikan tenaga tam-bahan selama perlombaan menengah seperti lari 200sampai 800 meter.

Oloh Rogo Jenis Apo don Menggunokon Je-nis Sislem Energi yong Mono? Dengan memper-timbangkan kegiatan dari suatu aktivitas olahraga danlamanya olahraga tersebut, seseorang dapat memper-kirakan dengan hampir tepat sistem energi mana yangdipergunakan untuk setiap aktivitas. Berbagai perkiraanditampilkan pada Tabel 84-1.

Pemulihon Sistem Melobolisme Otol SelelohKerjo Fisik. Dengan carayang sama bahwa energi darifosfokreatin dapat digunakan untuk membentuk kem-bali ATP, energi dari sistem glikogen-asam laktat dapatdigunakan kembali untuk membentuk baik fosfokreatinmaupun AIP. Dan kemudian energi dari metabolismeoksidatif sistem aerobik dapat digunakan untuk mem-bentuk kembali semua sistem yang lain-AIP, fosfo-kreatin, dan sistem glikogen-asam laktat.

Pembentukan kembali sistem asam laktat terutamaberarti pemindahan kelebihan asam laktat yang telahberkumpul di dalam semua cairan tubuh. Hal ini sangatpenting karena asam laktat menyebabkan kelelahanyang sangat hebat. Bila tersedia jumlah energi yang

Sistem losfagenSistem glikogen-

asam laktatSistem aerobikL,,l:. ,= i::

::::r: i *r:r ii.:'=

rjQ.$amp'ai to.detjk, r.

't ;3 sampai 1,6 menil

t.

Waktu yang tidakterbaias iselama zatnutrisi tersedia) :

Jadi, seseorang dapat dengan mudah melihat bahwasistem fosfagen adalah sistem yang digunakan oleh ototuntuk ledakan daya selama beberapa detik, dan sistemaerobik diperlukan untuk aktivitas atletik yang lama.Diantara keduanya adalah sistem glikogen-asam laktat,

(,EJaq,at) ^orLo

tiZ=E{!1c'Gtg

8oolUY

0481216 20 24 28Menit

32 36 40 44

Hutang oksigen alaktasid = 3,5 liter

Hutang oksigen asam laktat = 8 liter


GAMBAR 84-2. Kecepatan ambilan oksigen oleh paru-paru se-lama kerja fisik maksimal selama 4 menit dan hampir 40 menitkemudian setelah kerja fisik selesai- Gambar mendemonstrasi-kan pinsip hutang oksigen.

adekuat dari metabolisme oksidatif, pemindahan asamlaktat dicapai dalam dua cara: (l) satu bagian kecit dari

- asam laktat diubah kembali menjadi asam piruvat dankemudian dimetabolisme.secara oksidatif oleh seluruhjaringan tubuh. (2) sisa asam laktat diubah kembalimenjadi glukosa terutama di dalam hati, dan glukosaselanjutnya digunakan untuk melengkapi penyimpananglukosa di dalam otot.

Pemulihon Sislem Aerobik Seleloh Kerjo Fisik.Bahkan selama tahap awal kerja fisik berat, satu bagiandari kemampuan energi aerobik seseorang akan berku-rang. Keadaan ini disebabkan oleh dua efek: (1) yangdisebut sebagai hutang oksigen dan (2) pengurangancadangan glikogen otot.

Hutong Oksigen. Tubuh normalnya mengandungkira-kira 2 liter cadangan oksigen yang dapat digunakanuntuk metabolisme aerobik bahkan tanpa menghirup ok-

sigen baru. Cadangan oksigen terdiri atas: (1) 0,5 literudara di dalam paru-paru, (2) 0,25 liter yang larut dalamcairan tubuh, (3) I liter bergabung dengan hemoglobindi dalam darah, dan (4) 0,3 liter disimpan dalam sera-but otot sendiri, bergabung terutama dengan mioglobin,suatu bahan kimia pengikat-oksigen yang mirip denganhemoglobin.

Pada kerja fisik yang berat, hampir semua cadanganoksigen ini digunakan dalam waktu satu menit atau le-bih untuk metabolisme aerobik. Kemudian, setelah kerjafisik selesai, cadangan oksigen ini harus digantikan de-ngan menghirup tambahan jumlah oksigen melebihi dandi atas dari kebutuhan normal. Sebagai tambahan, kira-kira lebih dari 9 liter oksigen harus dikonsumsi untukmenghasilkan pembentukan kembali sistem fosfagendan sistem asam laktat. Semua tambahan oksigen iniyang harus "dibayar kembali" kira,kira sebanyak 11,5

liter, disebut sebagai hutang oksigen.Gambar 84-2 menunjukkan prinsip hutang oksigen.

Selama 4 menit pertama pada gambar, orang bekerjadengan berat, dan kecepatan ambilan oksigen mening-kat lebih dari l5 kali. Kemudian, bahkan setelah kerjafisik selesai, ambilan oksigen masih tetap di atas normal,pada awalnya sangat tinggi sementara tubuh membentukkembali sistem fosfagen dan membayar kembali bagiancadangan oksigen dari hutang oksigen, dan kemudianuntuk 40 menit berikutnya dengan kecepatan yang lebihrendah selama tubuh memindahkan asam laktat. Bagi-an pertama dari hutang oksigen disebut hutang ol<sigenalaktasid dan jumlahnya kira-kira 3,5 liter. Bagian yangselanjutnya disebut hutang oksigen asam laktat danjumlahnya kira-kira sampai 8 liter.

Pemulihon Glikogen Olol, Pemulihan penguranganglikogen otot akibat kelelahan bukan merupakan masa-lah yang sederhana. Pemulihan ini sering membrjtuhkanwaktu berhari-hari, bukan beberapa detik, menit, mau-pun jam untuk pemulihan sistem metabolisme fosfagendan asam laktat. Gambar 84-3 menunjukkan proses pe-mulihan ini yang terjadi dalam tiga keadaan: pertama,

GAMBAR 84-3. Pengaruh dietterhadap kecepatan pengisiankembali glikogen otot setelahlatihan yang lama (Digambarulang dari Fox EL: Sporls Phy-siology. Philadelphia: SaundersCollege Publishing, 1 979.)

ooE)go'E

oocootol!o)

Go)cttC,G

24

2A

16

12

*** Diet ting gi karbohidrat--<>- Tidak makan

-+Diet tinggi lemak dan protein

010203040s0Waktu pemulihan dalam jam -------7


pada orang yang menjalani diet tinggi karbohidrat; ke-dua pada orang yang menjalani diet tinggi-lemak ting-gi-protein; dan ketiga, pada orang yang tidak makan.Perhatikan bahwa pada orang yang menjalani diet tinggikarbohidrat, pemulihan sempurna terjadi kira-kira da-lam 2 hari. Sebaliknya, orang yang menjalani diet tinggilemaMinggi protein atau tidak makan menunjukkan pe-

mulihan yang sangat sedikit bahkan setelah 5 hari. Pesanyang ingin disampaikan dari pembandingan ini adalah(l) bahwa penting bagi seorang atlet untuk memiliki diettinggi karbohidrat sebelum mengikuti perlombaan atle-tik yang sangat melelahkan dan (2) tidak berpartisipasidalam latihan yang melelahkan selama 48 jam sebelumperlombaan.

ZalGizi yang DigunakanSelama Aktivitas Otot

Selain pemakaian karbohidrat dalam jumlah besar se-lama latihan, terutama selama tahap awal latihan, ototmenggunakan sejumlah besar lemak sebagai energi da-lam bentuk asam lemak dan asam asetoasetat (lihat Bab68) dan otot lebih sedikit menggunakan protein dalambentuk asam amino. Kenyataannya, sekalipun dalamkondisi terbaik, pada perlombaan ketahanan atletik yangberlangsung lebih dari 4 sampai 5 jam, cadangan gli-kogen otot hampir habis secara menyeluruh dan hanyamenjadi sedikit digunakan sebagai energi kontraksi otot.Sebaliknya, otot sekarang bergantung pada energi darisumber lain, terutama dari lemak.

Gambar 84-4 menunjukkan perkiraan relatif penggu-naan karbohidrat dan lemak sebagai energi selama kerjafisik melelahkan yang lama di bawah tiga kondisi dietyang berlainan: diet tinggi karbohidrat, diet campuran,dan diet tinggi lemak. Perhatikan bahwa kebanyakanenergi didapatkan dari karbohidrat selama beberapa de-

GAMBAR 84-4. Efek lamanya latihan dan jenis diet terhadappersentase relatif pemakaian karbohidrat atau lemak yang dipa-kai sebagai energi oleh otot (Didasarkan sebagian pada data FoxEL: Spotls Physiology. Philadelphia: Saurtders College Publish-ing, 1979.)

tik atau menit pertama kerja fisik, tetapi sewaktu timbulkelelahan, 60 sampai 85 persen energi lebih banyak di-dapatkan dari lemak daripada dari karbohidrat.

Tidak semua energi dari karbohidrat berasal dari gli-kogen yang disimpan dalam otot. Kenyataannya, gliko-gen yang disimpan dalam hati hampir sama dengan yangdisimpan dalam otot, dan glikogen ini dapat dilepaskanke dalam darah dalam bentuk glukosa, kemudian diam-bil oleh otot sebagai sumber energi. Sebagai tambahan,larutan glukosa yang diberikan pada seorang atlet untukdiminum selama berlangsungnya perlombaan atletik da-pat memberi sejumlah 30 sampai 40 persen ehergi yangdiperlukan selama perlombaan yang lama seperti larimaraton.

Oleh karena itu, jika tersedia glikogen otot dan glu-kosa darah, keduanya merupakan pilihan bahan energiuntuk aktivitas otot yang hebat. Walaupun begitu, dalamperlombaan ketahananjangka panjang, kita dapat meng-harapkan lemak memasok lebih dari 50 persen energiyang dibutuhkan setelah kira-kira 3 sampai 4 jam per-tama.

Pengaruh Latihan Atletikpada Otot dan Kinerja Otot

Penlingnyo Lolihon Doyo Tohon yong Moksi-mum. Salah satu prinsip utama perkembangan otot se-lama latihan atletik adalah sebagai berikut: Otot yangbekerja tanpa beban, walaupun dilatih berjam-jam, ke-kuatarinya hanya sedikit meningkat. Pada keadaan ek-strem yang lain, kekuatan otot yang berkontraksi lebihdari 50 persen gaya kontraksi maksimum akan berkem-bang dengan cepat bahkan bila kontraksi dilakukan ha-nya beberapa kali setiap harinya. Dengan menggunakanprinsip ini, percobaan memperbesar otot menunjukkanbahwa enam kontraksi otot yang mendekati maksimal,yang dilakukan dalam tiga set tiga hari seminggu kira-kira akan memberi peningkatan kekuatan otot yangmaksimum tanpa mengakibatkan kelelahan otot yangkronis.

Kurva bagian atas pada Gambar 84-5 menunjukkanperkiraan peningkatan persentase kekuatan yang dapatdicapai oleh seorang dewasa muda yang sebelumnya

GAMBAR 84-5. Perkiraan efek latihan daya tahan yang optimatuntuk meningkatkan kekuatan otot selama masa latihan l0 ming-gu.

c1 00C)oo

E75Tl!.1'

lY <ntt -"Eo,o(E^-vz5c.g-G.l

EUtUo-

, , Diet tinggi karbohidrat*Diet campuran

- Diet tinooi lemak 0ga)o(,o

258sll

r^G,'E.g

,gzcG,J5

GEc,o-

1000102040 24 I 2 3 4a ^ Le Detik menit Jam

Lamanya latihan

o)t

0J ?n

F2sE7zoGEtsJ

.l<

-9 to(lltrIE:ErnL'=Lc)o. 2 4 6 B 10

Latihan dalarn minggu

Latil rn daya rhan

Lati 1an tanp€ beban


tidak terlatih dengan program latihan daya tahan ini,memperlihatkan bahwa kekuatan otot meningkat kira-kira 30 persen selama 6 sampai 8 minggu pertama teta-pi hampir mencapai pendataran setelah waktu tersebut.Bersama dengan peningkatan kbkuatan ini, didapatkanperkiraan peningkatan persentase massa otot yang se-banding, yang disebut hipertrof otot.

Pada usia tua, banyak orang menjadi sangat kurangbergerak, sehingga otot-ototnya menjadi sangat atrofi.Pada keadaan ini, latihan otot sering meningkatkan ke-kuatan otot lebih dari 100 persen.

Hiperlrofi Olol. Ukuran rata-tata otot seseorang teru-tama ditentukan oleh hereditas ditambah kadar sekresitestosteron, yang pada pria, akan menyebabkan ototyang lebih besar daripada wanita. Akan tetapi, denganlatihan, otot dapat mengalami hipertrofi, mungkin ber-tambah sebanyak 30 sampai 60 persen. Kebanyakan hi-pertrofi ini lebih disebabkan oleh peningkatan diameterserabut otot daripada oleh peningkatan jumlah serabut,tetapi hal ini tidak semuanya benar, karena beberapa se-rabut otot yang sangat membesar diyakini memisah ditengah, di seluruh panjang otot untuk membentuk sera-but-serabut yang seluruhnya baru, sehingga sedikit me-

. ningkatkan jumlah serabutnya.Perubahan yang terjadi di dalam serabut otot yang

hipertrofi itu sendiri meliputi (1) peningkatan jumlahmiofibril, sebanding dengan derajat hipertrofi; (2) pe-ningkatan enzim-enzim mitokondria sampai 120 persen;(3) peningkatan komponen sistem metabolisme lbsfa-gen, termasuk AIP dan fosfokreatin sebanyak 60 sampai80 persen; (4) peningkatan cadangan glikogen sebanyak50 persen; dan (5) peningkatan cadangan trigliserida(lemak) sebanyak 75 sampai 100 persen. Akibat semuaperubahan ini, kemampuan sistem metabolik aerob dananaerob meningkat, terutama meningkatkan kecepatanoksidasi maksimum dan efisiensi sistem metabolismeoksidatif sebanyak 45 persen.

Serobul Olol Berkedut-Cepol don Berkedul-Lombol. Pada manusia, semua otot mempunyai per-sentase yang bervariasi antara serabut otot yang ber-kedut-cepat dan serabut otot yang berkedut-Jambat,Contohnya, otot gastroknemius memiliki.jumlah serabutberkedut-cepat lebih banyak, yang memberi kemampu-an untuk melakukan jenis kontraksi yang sangat kuatdan cepat seperti waktu melompat. Sebaliknya, otot so-leus mempunyai lebih banyak serabut berkedut lambatsehingga digunakan untuk aktivitas otot tungkai bawahyang lama.

Perbedaan dasar antara serabut kedutan cepat de-ngan kedutan lambat adalah sebagai berikut:

1. Serabut berkedut-cepat mempunyai diameterdua kali lebih besar.

2. Enzim yang meningkatkan pelepasan energi se-cara cepat dari sistem energi fosfagen dan gli-kogen*asam laktat pada serabut berkedut-cepatad.alah dua sampai tiga kali lebih aktif daripadaserabut berkedut-lambat, sehingga membuat da-ya maksimal yang dapat dicapai dalam waktu sa-ngat singkat oleh serabut berkedut-cepat dua kalilebih besar daripada serabut berkedut-lambat.

3. Serabut berkedut-lambat terutama dibentuk un-tuk ketahanan, khususnya untuk pembentukanenergi aerobik. Serabut ini memiliki mitokon-

dria yang jauh lebih banyak daripada serabutberkedut-cepat. Selain itu, serabut berkedut-lambat mengandung lebih banyak mioglobin,suatu protein mirip hemoglobin yang bergabungdengan oksigen dalam serabut otot; mioglobintambahan ini meningkatkan kecepatan difusioksigen di seluruh serabut dengan membawaoksigen pulang pergi dari satu molekul mioglo-bin ke mioglobin yang lain. Selain itu, enZimsistem metabolisme aerob jauh lebih aktif padaserabut berkedut-lambat daripada pada serabutberkedul-cepat.

4. Jumlah kapiler di seluruh serabut berkedut-lam-bat lebih banyak daripada di seluruh serabut ber-kedut-cepat.

Kesimpulannya, serabut berkedut-cepat dapat mem-berikan tenaga yang sangat besar selama beberapa detiksampai satu menit atau lebih. Sebaliknya, serabut ber-kedut-lambat menyediakan daya tahan, memberikankekuatan kontraksi yang lebih lama, lebih dari beberapamenit sampai berj am-j am.

Perbedqon Herediter Anloro Serobul OlotBerkedul-Cepol dengon Serobul Berkedul-lombol podo Allet. Pada beberapa orang serabutberkedut-cepatnya jauh lebih banyak daripada serabutberkedut-lambat, dan yang lain memiliki serabut berke-dut-lambat lebih banyak; keadaan ini dapat menentukanseberapa jauh kemampuan atletik dari individu yangberbeda. Latihan atletik tidak dapat mengubah proporsirelatif dari serabut berkedut-cepat dan berkedut-lambatsepefti yang diharapkan untuk mengembangkan satujenis kecakapan olahraga melebihi yang lainnya. Seba-liknya, keadaan ini hampir seluruhnya ditentukan olehwarisan genetik, dan keadaan ini selanjutnya membantumenentukan jenis olahraga apa yangpaling sesuai untukmasing-masing orang: beberapa orang dilahirkan seba-gai pelari maraton, yang lain dilahirkan sebagai pelaricepat dan pelompat. Contohnya, berikut ini persentaseserabut berkedut-cepat dengan berkedut-lambat yangtercatat pada otot kuadriseps pada tipe atlet yang ber-lainan:

Pernapasan dalam LatihanWalaupun kemampuan pernapasan seseorang secara re-latif bersifat kecil bila dibandingkan dengan penampil-an jenis atletik cepat, pernapasan merupakan hal yangpenting Lntuk penampilan maksimum pada atletik yangmembutuhkan daya tahan.

Konsumsi Oksigen don Venlilosi poru dolomlotihon. Konsumsi oksigen normal pada pria dewasamuda sewaktu istirahat adalah sekitar 250 ml/menit.

120

€'110oE 100f880

OUtaG=AA

o

n

0 1,0 2,0 3,0 4,0Konsumsi02 (L/menit)

Latihan I Latihan


GAMBAR 84-6. Pengaruh latihan terhadap konsumsi oksigendan kecepatan ventilasi. (Digambar ulang dari Gray JS: Pulmo-nary Ventilation and lts Physiological Regulation. Springfield, lL,Charles C Thomas, 1950.)

Akan tetapi, pada keadaan maksimum, hal ini dapat di-tingkatkan sampai sekitar nilai rata-rata berikut ini:

GAMBAR 84-7. Peningkatan Vo2 Maks selama periode 7 sam-pai 13 minggu latihan atletik. (Digambar ulang dari Fox EL:Sporls Physiology. Philadelphia: Saunders College Publishing,1s7s.)

angkutan oksigen ke dalam otot selama metabolismeaerob otot maksimum. Kita akan melihat secara singkatbahwa kemampuan jantung untuk memompa darah keotot merupakan faktor pembatas yang lebih besar.

Dompok Lotihon Terhodop Vo, Moks. Kecepatanpemakaian oksigen dalam metabolisme aerob maksi-mum disingkat menjadi Vo, Maks. Gambar 84-7 me-lukiskan dampak progresif latihan atletik terhadap Vo,Maks yang dicatat dalam suatu kelompok subjek, yangdimulai pada tingkat tanpa latihan dan kemudian me-ningkat ke program latihan selama 7 sampai 13 minggu.Dalam penelitian ini, sangat mengejutkan bahwa Vo,Maks meningkat hanya sekitar l0 persen. Lebih jauhlagi, frekuensi latihan, apakah dua kali atau lima kalidalam seminggu, hanya menimbulkan sedikit pengaruhpada Vo2 Maks. Seperti yang telah diterangkan sebelum-nya, Vo, Maks pelari maraton kira-kira 45 persen lebihbesar dari Vo, orang yang tidak berlatih. Sebagian Vo,Maks yang lebih besar ini mungkin ditentukan secaragenetik; yaitu, orang yang memiliki ukuran dada lebihbesar berkaitan dengan ukuran tubuh dan otot pernapas-an yang lebih kuat, terseleksi menjadi pelari 'maraton.

Akan tetapi, mungkin juga bahwa latihan bertahun-ta-hun pada pelari maraton memang meningkatkan Vo,Maks dengan nilai l0 persen lebih besar dari nilai yangsudah tercatat dalam percobaan jangka pendek sepertipada Gambar 84-7.

Koposilos Difusi Oksigen podq Allel. Kapasitasdifusi oksigen adalah suatu ukuran kecepatan berdifu-sinya oksigen dari alveoli paru ke darah. Kapasitas inidinyatakan dengan istilah mililiter ol<sigen yang akanberdifusi setiap menit untuk setiap perbedaan mililiterair ral<sa antara tekanan parsial oksigen alveolar dantekanan oksigen darah paru. Yaitu, jika tekanan parsialoksigen dalam alveoli adalah 91 mm Hg dan tekananoksigen dalam darah adalah 90 mm Hg, jumlah oksigenyang berdifusi melalui membran respirasi tiap menit se-

banding dengan kapasitas difusi. Berikut ini adalah nilaiyatg diukur untuk kapasitas difusi yang berbeda:

tetfatilr ualam tetik3600raooo

5:J.00i.$p ,m: aforiipqia

Gambar 84-6 menunjukkan hubungan antara kon-sumsi ol<sigen danventilasi pant total pada derajat latih-an yang berbeda. Seperti yang diharapkan, dari gambarini jelas bahwa terdapat hubungan linear. Konsumsi oksi-gen dan ventilasi paru total meningkat sekitar 20 kali an-tara keadaan istirahat dan latihan dengan intensitas mak-simum pada seorang atlet yang terlatih dengan baik.

Bolos Venlilosi Poru. Seberapa berat stres yang dibe-rikan pada sistem peinapasan kita selama latihan? Perta-nyaan ini dapat dijawab dengan melihat pembandinganberikut ini untuk seorang pria dewasa muda normal:

Jadi, kapasitas pernapasan maksimum adalah sekitar50 persen lebih besar daripada ventilasi paru-paru yangsesungguhnya selama latihan maksimum. Keadaan inimenye4iakan suatu elemen keamanan bagi atlet, mem-beri ventilasi tambahan yang dapat digunakan pada kon-disi seperti (1) latihan pada tempat yang sangat tinggi,(2) latihan pada kondisi yang sangat panas, dan (3) ab-normalitas sistem pernapasan.

Hal yang penting adalah bahwa sistem pernapasansecara normal bukanlah faktor pembatas utama peng-

3,8

^ J.b.E

oE saJt4^Y, '1,')G vta

=N

I 3,0

2,6

Frekuensi latihana = 5 hari/minggue = 4 hari/minggu* = 2 hari/minggu


Fakta yang paling mengejutkan tentang hasil iniadalah peningkatan kapasitas difusi beberapa kali lipatantara keadaan istirahat dan keadaan latihan maksimum.Hasil ini terutama berasal dari fakta bahwa darah yangmelalui banyak kapiler paru-paru mengalir sangat lam-bat atau bahkan diam pada keadaan istirahat, sedangkanpada latihan maksimum, peningkatan aliran darah mela-lui paru menyebabkan semua kapiler paru-paru menda-pat perfusi pada tingkat maksimum, sehingga menye-diakan daerah permukaan yang jauh lebih besar tempatoksigen dapat berdifusi ke dalam kapiler paru-paru.

Juga jelas dari nilai-nilai ini bahwa atlet yang me-merlukan jumlah oksigen per menit lebih banyak me-miliki kapasitas difusi lebih tinggi. Apakah hal tersebutterjadi karena orang yang secara alami memiliki kapa-sitas difusi lebih besar memilih jenis olahraga ini, atau

apakah karena sesuatu hal yang menyangkut prosedurlatihan sehingga meningkatkan kapasitas difusi? Jawab-annya belum diketahui, tapi sangat mungkin latihan,terutama latihan jenis daya tahan, memang berperanpenting.

Gos Doroh Selomo Lqlihon. Karena besarnya peng-gunaan oksigen oleh otot selama latihan, dapat didugabahwa tekanan oksigen darah arteri menurun sangattajam selama kegiatan atletik berat dan tekanan karbondioksida dalam darah vena meningkatjauh di atas nor-mal. Akan tetapi, biasanya bukan ini masalahnya. Keduatekanan tetap mendekati normal, menunjukkan kemam-puan ekstrem dari sistem pernapasan untuk menyedia-kan aerasi darah yang adekuat walaupun selama latihanberat.

Hal tersebut memperlihatkan hal penting lainnya:Gas darah tidak selalu harus menjadi abnormal knre-na rangsangan pada pernapasan selama latihan. Seba-liknya, pernapasan terutama dirangsang oleh mekanis-me neurogenik selama latihan, seperti yang didiskusikandi Bab 41. Sebagian rangsangan ini disebabkan olehrangsangan langsung pusat pernapasan ol€h sinyal sarafyang sama, yang ditransmisikan dari otak ke otot untukmenimbulkan kerja fisik. Selain itu, diduga disebabkanoleh transmisi sinyal sensorik ke pusat pernapasan dariotot-otot yang berkontraksi dan sendi yang bergerak. Se-mua rangsangan saraftambahan dari pernapasan ini nor-malnya cukup untuk menyediakan kebutuhan peningkat-an ventilasi paru-paru yang hampir tepat dibutuhkanuntuk mempertahankan gas pernapasan darah-oksigendan karbon dioksida-mendekati normal.

Dompdk Merokok podo Ventilosi Poru dqlomLolihon. Secara luas telah diketahui bahwa merokokdapat mengurangi "napas" atlet. Pernyataan ini benarkarenaterdapdt banyak alasan. Pertarna, salah satu dam-pak nikotin adalah menyebabkan konstriksi bronkiolusterminal paru-paru, yang meningkatkan resistensi aliranudara ke dalam dan ke luar paru-paru. I(edua, efek iritasi

asap rokok itu sendiri menyebabkan peningkatan sekresicairan ke dalam cabang-cabang bronkus, juga pembeng-kakan lapisan epitel. Ketiga, nikotin melumpuhkan siliapada permukaan sel epitel pernapasan yang normalnyaterus bergerak untuk memindahkan kelebihan cairan danpartikel asing dari saluran pernapasan. Akibatnya, lebihbanyak debris terakumulasi di jalan napas dan menam-bah kesukaran bernapas. Dengan semuanya itu, bahkanperokok ringan sekalipun sering merasakan adanya ta-hanan pernapasan selama latihan maksimum, dan ting-kat kinerjanya dapat berkurang.

Yang lebih hebat lagi adalah pengaruh merokok kro-nis. Ada sedikit perokok kronis yang tidak menderita be-berapa tingkat emfisema. Pada penyakit ini, terjadi halberikut: (l) bronkitis kronis, (2) obstruksi bronkioli ter-minalis yang banyak, dan (3) destruksi banyak dindingalveolus. Pada emfisema berat, sebanyak empat perlimamembran respiratorius dapat rusak; bahkan latihan ri-ngan sekalipun dapat mengakibatkan gawat pernapasan.

Sesungguhnya, kebanyakan pasien seperli itu bahkantidak dapat melakukan kegiatan sederhana seperti berja-lan mengelilingi sebuah ruangan tanpa terengah-engah.

Sistem Kardiovaskulardalam LatihanAliron Doroh Otol. Persyaratan kunci fungsi kardio-vaskular dalam latihan adalah mengangkut oksigen dannutrisi lain yang dibutuhkan ke otot yang bekerja. Untukkeperluan itu, aliran darah otot meningkat secara dra-matis selama latihan. Gambar 84-8 melukiskan rekamanaliran darah otot pada betis seseorang untuk periode 6menit selama kontraksi intermiten yang cukup kuat. Per-hatikan bahwa bukan hanya aliran yang sangat mening-kat-kira-kira 13 kali lipat-tetapi, juga penurunan alir-an selama tiap kontraksi otot. Dua hal dapat diperolehdari penelitian ini: (1) Proses kontraksi aktual itu sendirisecara temporer menurunkan aliran darah otot untuk se-

GAMBAR 84-8. Pengaruh latihan otot terhadap atiran darah didalam betis dari sebuah tungkai selama kontraksi ritmis yangkuat. Aliran darah jauh berkurang selama kontraksi daripada diantara kontraksi. (Digambar ulang dari Bacroft H,.Dornhorst AC:Blood flow through human calf during rhythmic exercise. J. phy-siol 109:402, 1949.)

Latihan berirama

Aliranpadabetis

4A

tstr(l)

Eo6

tt'(g

(!E

{!.=a

10 16 18Menit


mentara karena otot rangka yang berkontraksi memeraspembuluh darah intramuskular; oleh karena itu, kontrak-si otot tonik yang kuat dapat dengan cepat menyebab-kan kelelahan otot akibat berkurangnya pengangkutanoksigen dan nutrisi yang cukup selama kontraksi yangterus-menerus. (2) Aliran darah ke otot selama latihansangat meningkat. Perbandingan berikut ini menunjuk-kan kenaikan aliran darah maksimum yang dapat terjadipada atlet yang terlatih baik:

Jadi, aliran darah otot dapat meningkat maksimumkira-kira 25 kali lipat selama latihan paling berat. Ham-pir separuh dari kenaikan aliran ini merupakan akibat va-sodilatasi intramuskular yang disebabkan oleh pengaruhlangsung kenaikan metabolisme otot, seperti yang telahdijelaskan di Bab 21. Separuh penyebab kenaikan lain-nya disebabkan oleh banyak faktpr, yang paling pentingmungkin kenaikan tekanan darah arteri dalam tingkat se-

dang yang terjadi selama latihan, biasanya naik kira-kira30 persen. Kenaikan tekanan bukan saja memaksa lebihbanyak darah melalui pembuluh darah, tetapi juga me-regangkan dinding arteriol dan lebih lanjut menurunkantahanan vaskular. Oleh karena itu, kenaikan tekanandarah sebanyak 30 persen sering dapat meningkatkanaliran darah, lebih dari sekedar menggandakan; hal iniakan menambah kenaikan aliran yang besar yang telahdisebabkan oleh vasodilatasi metabolik, paling sedikitdua kali lipat lagi.

Curoh Kerjo. Konsumsi Oksigen. don CurqhJonlung Selomo lolihon. Gambar 84-9 menunjuk-kan hubungan antara curah kerja, konsumsi oksigen,dan curah jantung selama latihan. Tidaklah mengejutkanbahwa semua ini berhubungan satu dengan lainnya se-cara langsung, seperti diperlihatkan oleh fungsi linear,

karena curah kerja otot.meningkatkan konsumsi oksi-gen, dan selanjutnya konsumsi oksigen akan melebar-kan pembuluh darah otot, sehingga meningkatkan aliranbalik vena dan curah jantung. Curah jantung yang khaspada beberapa tingkat latihan adalah sebagai berikut:

Jadi, orang normal yang tidak terlatih dapat mening-katkan curah jantung sedikit di atas empat kali lipat,dan atlet yang terlatih baik dapat meningkatkan curahjantung sekitar enam kali lipat. (Seorang pelari maratontelah terbiasa dengan curah jantung sebesar 35 sampai40 Limenit, tu.juh sampai delapan kali nilai curah istrra-hat normal).

Pengoruh Lotihqn podo Hiperlrofi Jonlung donCurqh Jonlung. Dari data sebelumnya, jelas bahwapelari maraton dapat mencapai curah.jantung maksimumsekitar 40 persen lebih besar daripada yang dicapai olehorang yang tidak terlatih. Hal ini terutama disebabkanoleh fakta bahwa ruang jantung pelari maraton mem-besar kira-kira 40 persen; bersama dengan pemLresaranruang tersebut, massajantung pun meningkat 40 persenatau lebih. Oleh karena itu, bukan hanya otot rangka sajayang mengalami hipertrofi selama latihan atletik, tetapij+rga jantung. Akan tetapi, pembesaran jantung dan ke-naikan kapasitas pompa hampir seluruhnya terjadi padalatihan atletikjenis daya tahan, bukar.r padajenis lari ce-pat dalam latihan atletik.

Walaupun jantung pelari maraton lebih besar dari-pada orang normal, curah jantung pelari maraton selamaistirahat hampir tepat sama dengan orang normal. Akan

i[ffii ;;;

=rfifl$

GAMBAR 84-9. Hubungan an-tara curah jantung dan curahkerja (garis lurus) dan antarakonsumsi oksigen dan curahkerja (garis putus-putus) selamaberbagai tingkat latihan yangberbeda. (Digambar ulang dariGuyton AC, Jones CE, ColemanTB: Circulatory Physiology: Car-diac Output and lts Regulation.Philadelphia: WB Saunders Co,1973.)

35

30

=6zsE

;20cP 4E

G

E.oo

E

4'=oEJ

3cc)

'6

2ooE61c'o

15',.NE,EoE 10-

cJ

E5*ogc)15

0-204 400 600 800 1000 1200 1400 1600Curah kerja selama latihan (kg-meterimenit)

*$ Dexter 1951+ Douglas 1922P Christensen 1931r Donald 1956

'i;:;'""' | - **0."3. ^5eYa

'o{Aa$\t'xrl

^.,,"ng$k/ **,,:u*

,."";*tti*

1S0

fia?J

rsoEo

130 3. PL\OE

110! i'fr8eo gs

l(70 ,fl

50

5 rar> IUJ

c|

= 150

f 128

llV' natt

105

10 15 20 25 30Curah jantung (L/menit)

lsi sekuncup

Frekuensidenyut jantung


GAMBAR 84-'lO. Perkiraan pengeluaran isi sekuncup dan fre-kuensi denyut jantung pada tingkat curah jantung yang berbedadari seorang atlet maraton.

tetapi, curah jantung yang normal ini dicapai denganisi sekuncup yang besar pada frekuensi denyut jantungyang menurun. Tabel 84-2 membandingkan isi sekuncupdengan frekuensi denyutjantung pada orang tidak terla-tih dan pada pelari maraton.

Jadi, efektivitas pompajantung dari tiap denyutjan-tung adalah 40 sampai 50 persen lebih besar pada atletyang sangat terlatih daripada orang yang tidak terlatih,tetapi terdapat penurunan frekuensi denyutjantung yangberhubungan pada saat istirahat.

Peron lsi Sekuncup don Frekuensi Denyul Jon-lung dolom Meningkoikon Curoh Jonlung.Gambar 84-10 menunjukkan perkiraan perubahan isisekuncup dan frekuensi denyut jantung sewaktu curahjantung meningkat dari tingkat istirahat kira-kira 5,5 Llmenit menjadi 30 L/menit pada pelari maraton. 1si se-kuncup meningkat dari 105 menjadi 162 mililiter, suatukenaikan sekitar 50 persen, sedangkan frekuensi denyutjantung meningkat dari 50 menjadi 185 denyut/menit,suatu kenaikan sebesar 270 persen. Oleh karena itu, ke-naikan curah jantung akan memberi proporsi kenaikanfrekuensi denyut jantung lebih besar daripada kenaikanisi sekuncup selama latihan yang berat. Isi sekuncup bia-sanya mencapai keadaan maksimum pada saat curahjan-tung baru meningkat setengah dari keadaan maksimum-nya. Peningkatan curah jantung yang lebih lanjut akanterjadi dengan meningkatkan frekuensi denyut jantung.

TABEL 84'2. Perbandingan Fungsi Jantung antara pelariMaraton dengan yang Bukan Atlet

Hubungon Kinerjo Kordiovoskulor dengon Vo,Moks. Selama latihan maksimum, baik frekuensi de-nyut jantung maupun isi sekuncup meningkat sampaikira-kira 95 persen dari tingkat maksimumnya. Kare-na curah jantung sebanding dengan isi sekuncup dikalifrekuensi denyut jantung, terlihat bahwa curah jantungadalah sekitar 90 persen dari keadaan maksimum yangdapat dicapai seseorang. Hal ini berbeda dengan venti-lasi paru maksimum yang kira-kira 65 persen. OletL ka-rena itu, seseorang dapat dengan mudah melihat bahwasistem kardiovaskular secara normal lebih banyak mem-batasi Vo, Maks daripada sistem pernapasan, karenapemakaian oksigen oleh tubuh tidak dapat lebih dari ke-cepatan sistem kardiovaskular menghantarkan oksigenke jaringan. Untuk alasan ini, sering dikatakan bahwatingkat kinerja atletik yang dapat dicapai oleh seorangpelari maraton terutama bergantung pada kemampuankinerj a j antungnya karena j antung merupakan hubunganyang paling membatasi pengangkutan oksigen yang ade-kuatke ototyang bekerja. Oleh karena itu, curahjantungyang lebih besar dari 40 persen, yang dapat dicapai otehpelari maraton me lebihi pria r ata-r ata yang tidak terlatih,mungkin merupakan keuntungan fisiologis tunggal yangpaling penting dari program latihan pelari maraton.

Pengoruh Penyokil Jonlung don Usio Lonjulpodo Kinerjo Allet. Akibat batasan kritis sistem kar-diovaskular pada kinerja maksimum dalam perlombaandaya tahan, seseorang dapat dengan mudah memahamibahwa penurunan pencapaian daya otot tubuh secaramenyeluruh hampir berhubungan dengan setiap macampenyakitjantung yang mengurangi curah jantung mak-simum. Oleh karena itu, seseorang dengan gagaljantungkongestifsering kali sulit untuk mencapai kekuatan ototyang diperlukan untuk turun dari tempat tidur, apalagiuntuk berjalan di sekitar ruangan.

Curah jantung maksimum dari orang usia lanjut jugasangat menurun-didapatkan penurunan sebesar 50. per-sen antara usialS dan usia 80 tahun. Juga, ditemukanpenurunan kapasitas bernapas maksimum yang lebihjauh. Untuk alasan ini, dan juga berkurangnya massaotot rangka, daya maksimum otot yang dapat dicapaisangat berkurang pada usia tua.

Panas Tubuh dalam LatihanHampir semua energi yang dilepaskan oleh metabolismenutrisi tubuh pada akhirnya diubah menjadi panas tu-.buh. Ini bahkan berlaku pada energi yang menyebabkankontraksi otot, karena alasan berikut: Pertama, efisiensimaksimum untuk pengubahan energi nutrisi menjadikerja otot, bahkan dalam kondisi terbaik sekalipun, ha-nya 20 sampai 25 persen; sisa energi nutrisi diubah men-jadi panas selama berlangsungnya reaksi kimia intrasel,Kedua, hampir semua energi yang digunakan untukmenciptakan kerja oJot tetap menjadi panas tubuh kare-na hanya sebagian kecil energi ini yang digunakan untuk(1) mengatasi tahanan cairan terhadap gerakan otot dansendi, (2) mengatasi gesekan darah yang mengalir mela-lui pembuluh darah, dan (3) pengaruh-pengaruh sejenislainnya-yang semuanya mengubah energi kontraksiotot menjadi panas.

Sekarang, dengan menyadari bahwa konsumsi ok-sigen oleh tubuh dapat meningkat sebesar 20 kali lipat


pada atlet yang terlatih baik dan bahwa jumlah panas

yang dilepaskan ke tubuh hampir tepat sebanding dengan

konsumsi oksigen (seperti yang dibicarakan diBab 72),

kita dapat dengan cepat menyadari bahwa panas dalamjumlah besar masuk ke jaringan tubuh internal selamamelakukan perlombaan atletik daya tahan.Berikutnya,dengan aliran panas yang cepat ke dalam tubuh, pada

hari yang sangat panas dan lembab sehingga mekanismeberkeringat tidak dapat mengelimin'asi panas tersebut,seorang atlet dengan mudah dapat mengalami situasiyang tidak dapat ditoleransi bahkan mematikan yangdisebut heatstroke.

Heofsfroke. Selama perlombaan daya tahan, bahkandi bawah kondisi lingkungan yang normal, suhu tubuhsering naik dari tingkat yang normal 98,6' menjadi102"F atau 103'F (37'menjadi 40oC). Karena kondisiyang sangat panas dan lembab atau pakaian yang berle-bihan, suhu tubuh dapat dengan mudah meningkat men-jadi 106'sampai l08oF (4lo sampai 42'C).Padatingkatini, kenaikan suhu itu sendiri menjadi bersifat destruktifterhadap sel-sel jaringan, terutama sel-sel otak. Apabilahal ini terjadi, mulai timbul berbagai gejala, meliputi ke-lemahan yang ekstrem, kelelahan, nyeri kepala, pusing,

mual, banyak berkeringat, kebingungan, gaya berjalansempoyongan, kolaps, dan tidak sadar.

Keseluruhan kompleks ini disebut heatstroke, dankegagalan mengatasi hal ini dapat dengan segera menga-kibatkan kematian. Sesungguhnya, walaupun orang ter-sebut telah berhenti berlatih, suhu tubuh sendiri tidakdapat turun dengan mudah, Salah satu alasannya adalahbahwa pada suhu yang tinggi ini sering kali terjadi kega-galan mekanisme pengaturan suhu itu sendiri (lihat Bab73). Alasan kedua untuk heatstroke adalah bahwa suhu

tubuh yang tinggi sendiri cenderung menggandakan ke-

cepatan semua reaksi kimia intrasel, jadi tetap membe-baskan panas lebih banyak.

Pengobatan heatstroke adalah dengan menurunkansuhu tubuh secepat mungkin. Cara yang paling prak-tis adalah dengan membuka semua pakaian, memberisemprotan air sejuk pada seluruh permukaan tubuh ataudengan kompres secara kontinu, dan menghembuskan

angin ke tubuh dengan kipas angin. Percobaan telahmenunjukkan bahwa tindakan ini dapat menurunkansuhu tubuh hampir atau sama cepatnya dengan prosedur

lain, walaupun beberapa dokter lebih menyukai meren-dam seluruh tubuh ke dalam air es yang mengandungpotongan es, apabila hal ini tersedia.

Garam dan Gairan Tubuhdalam LatihanTelah tercatat penurunan berat badan sebesar 5 sampail0 pon pada atlet.yang melakukan lomba atletik dayatahan selama I jam di bawah kondisi panas dan lembab.

Pada dasarny4 semua penurunan berat badan ini dise-babkan, oleh kehilangan keringat. Kehilangan keringatyang ctkup banyak sehingga dapat menurunkan beratbadan sebesar 3 persen saja sudah dapat mengurirngi ki-nerja seseorang secara bermakn4 dan penurunan beratbadan 5 sampai 10 persendengan cepat sering kali ber-akibat serius, mengakibatkan kram otot, mual, dan efeklainnya. Oleh karena itu, sangat penting untuk segera

menggantikan cairan yang hilang.

Penggonlion Nolrium Klorido don Kolium. Ke-ringat mengandung sejumlah besar natrium klorida, dan

karena itu sejak lama telah dinyatakan bahwa semua atletharus menelan tablet garam (natrium klorida) sewaktuberlatih di hari yang panas dan lembab. Walau demiki-an, pemakaian tablet garam yang berlebihanjuga seringmenyebabkan kerugian. Lebih lanjut, jika seorang atlettelah beraklimatisasi terhadap panas melalui peningkat-an pemaparan atletik secara progresif selama lebih dariI sampai 2 minggu dibandingkan bila melakukan latihanatletik secara maksimum pada hari pertama, kelenjarkeringat juga mengalami aklimatisasi sehingga jumlahkehilangan garam dalam keringat menjadi hanya sedikitsaja dibandingkan sebelum aklimatisasi. Aklimatisasikelenjar keringat ini terutama merupakan hasil pening-katan sekresi aldosteron oleh korteks adrenal. Aldosteronselanjutnya mempunyai pengaruh langsung terhadap ke-lenjar keringat untuk meningkatkan reabsorpsi natriumklorida dari keringat sebelum keringat itu sendiri dike-luarkan dari tubulus kelenjar keringat ke permukaan ku-lit. Sekali atlet telah beraklimatisasi, jarang diperlukansuplemen garam selama kegiatan atletik.

Pengalaman yang dialami satuan-satuan militer yang

terpapar dengan latihan berat di padang pasir masihmenunjukkan masalah elektrolit lain-masalah kehilang-an kalium. Kehilangan kalium sebagian merupakan ha-sil peningkatan sekresi aldosteron selama aklimatisasipanas, yang meningkatkan kehilangan kalium dalamurin juga dalam keringat. Konsekuensi dari penemuanini, sejumlah cairan suplemen untuk atlet mengandungproporsi kalium yang sesuai bersama dengan natrium,biasanya dalam bentuk jus buah-buahan.

Obat-Obatan dan AtletTanpa mengulang persoalan ini, mari kita rnembuat daf-tar beberapa pengaruh obat terhadap atlet.

Pertama, kafein diyakini oleh bebcrapa orang dapatmeningkatkan penampilan atlet. Dalam satu percobaan

terhadap pelari maraton, waktu lari maratonnya berku-rang 7 persen akibat penggunaan kafein secara bijaksanadalam jumlah yang sama dengan yang terdapat pada

secangkir kopi. Namun percobaan terhadap atlet yanglain gagal untuk memastikan keuntungan tersebut, se-hingga meninggalkan pendapat ini dalam keraguan.

Kedu4 penggunaan hormon sel<s pria (androgen)atau steroid anabolik lain untuk meningkatkan kekuatanotot, secara tidak meragukan dapat meningkatkan kiner-ja atlet di bawah beberapa kondisi, terutama pada wanitadan bahkan pada pria. Namun, steroid anabolik ini jugasangat meningkatkan risiko kerusakan kardiovaskularkarena obat tersebut sering menyebabkan hipertensi,penurunan lipoprotein densitas tinggi, dan peningkatanlipoprotein densitas rendah, yang semuanya meningkat-kan seranganjantung dan stroke.

Pada pria, tiap jenis preparat hormon seks pria jugamenyebabkan pehurunan fungsi testis, meliputi penu-runan pembentukan .sperma dan penurunan sekresitestosteron alami seseorang, dengan efek sisa kadang-kadang berlangsung paling sedikit beberapa bulan dan

mungkin tidak dapat dipastikan. Pada wanita, dapatterjadi efek yang lebih menakutkan karena wanita ti-dak beradaptasi secara normal terhadap hormon sekspria-rambut di wajah, suara bass, kulit yang kasar, dan

berhentinya menstruasi.

Obat lain, seperti amfetamin dan kokain, telah dike-nal meningkatkan kinerja seorang atlet. Selain itu sama

benarnya bahwa penggunaan yang berlebihan obat-obatini dapat mengakibatkan kemunduran penampilan. Le-bih jauh, percobaan telah gagal membuktikan maknadari obat-obat seperti itu kecuali adanya rangsangankejiwaan. Beberapa atlet diketahui meninggal selamakegiatan atletik akibat interaksi antara obat-obat terse-but dengan norepinefrin dan epinefrin yang dilepaskanoleh sistem saraf simpatis selama latihan. Salah satu ke-mungkinan penyebab kematian akibat kondisi seperti iniadalah perangsangan berlebihan pada jantung, mengaki-batkan fibrilasi ventrikel, yang mematikan dalam hitung-an detik.

Kebugaran TubuhMemperpaniang KehidupanBerbagai penelitian sekarang ini telah menunjukkanbahwa orang yang mempertahankan kebugaran tubuhyang sesuai, menggunakan beragam latihan secara bi-jaksana dan melakukan pengaturan berat badan, memiliki keuntungan tambahan, yaitu hidup lebih panjang.Khususnya antara usia 50 dan 70 tahun, penelitian telahmenunjukkan bahwa kematian menjadi berkurang tigakali lipat pada orang yang bugar daripada yang tidakterlalu bugar.

Tetapi mengapa kebugaran tubuh memperpanjangkehidupan? Berikut ini adalah dua alasan yang palingjelas.

Pertama, kebugaran tubuh dan pengaturan beratbadan sangat mengurangi penyakit kardiovaskular. Halini disebabkan oleh (l) pengaturan tekanan darah yangcukup rendah dan (2) pengurangan kolesterol darah danlipoprotein densitas rendah bersamaan dengan pening-katan lipoprotein densitas tinggi. Seperti yang telahditunjukkan sebelumnya, perubahan-perubahan ini se-mua bekerja bersama-sama untuk mengurangi jumlahseranganjantung dan stroke otak.

Kedua, dan mungkin yang sama pentingnya, orangyang sehat secara atletik memiliki cadangan kebugaranjasmani yang lebih banyak bila ia sedang sakit. Sebagaicontoh, seorang yang berusia 80 tahun, yang tidak bugarmungkin memiliki sistem pernapasan yang membatasipengantaran oksigen ke jaringan tubuh tidak lebih dariI L/menit; hal ini berarti bahwa cadangan pernapasantidak lebih dari tiga sampai empat kali lipat. Namun,seorang berusia tua yang secara atletik bugar mungkinmemiliki cadangan dua kali lipat. Keadaan ini khususnyapenting dalam mempertahankan kehidupan bila orangyang tua tersebut menderita penyakit seperti pneumo-nia yang dapat dengan cepat memakai semua cadanganpernapasan yang ada. Selain itu, kemampuan untuk me-ningkatkan curah jantung pada waktu dibutuhkan ("ca-danganjantung") sering lebih dari 50 persen pada orangtua yang bugar daripada yang tidak bugar.

*

1123

Kepustakaan

Blair SN, LaMonte MJ, Nichaman MZ: The evolution of physi-' cal activity recommendations. How much is enough? Am JClin Nutr 79:9135, 2004.

Booth FW Chakravarthy MV, Spangenburg EE: Exercise andgene expression: physiological regulation ofthe human ge-nome through plrysical activity. J Physiol 543:399, 2002.

Chakravarthy MV Booth FI/: Eating, exercise, and "thrifty'lgenotypes: connecting the dots toward an evolutionaryunderstanding of mofurn chronic diseases. J Appl Physiol96;3,2004.

Clausen T: Effects ofage and exercise training on Na* K* pumpsin skeletal muscle. Am J Pltysiol Regul Integr Comp Physiol285:R720,2003,

Delp MD, Laughlin MH: Regulation of skeletal muscle perfu-sion during exercise. Acta Physiol Scand 162:411, 1998.

Evans NA: Current concepts in anabolic-androgenic steroids.Am J Sports Med 32:534, 2004.

Gandeyia SC: Spinal and supraspinal factors in human muscle

fatigue. Physiol Rev 81:1 725, 2001.Glass JD: Signalling pathways that mediate skeletal muscle hy-

pertrophy and atropy. Nat Cell Biol 5:87, 2003.Guyton, AC, Jones CE, Coleman TB: Circulatory Physiology:

Cardiac Output and Its Regulation. 2nd Ed. Philadelphia,l/'B Saunders Co, 1973.

Hochachka PW, Beatty CL, Burelle Y et al: The lactate paradoxin human high-altitude physiological performance. NewsPhysiol Sci I 7: I 22, 2002.

Johnson NA, Stannard SR, Thompson ML/': Muscle triglycerideand glycogen in endurance exercise: implicationfor perfor-mance. Sports Med 34:51, 2004.

Kraemer lilJ, Adams K, Cafarelli E, et al: American College ofSports Medicine position stand. Progression models in re-sistance training for healthy adults. Med Sci Sports Exerc34:364, 2002.

Myburgh KH: Ilhat makes an endurance athlete world-class?Not simply a physiological conundrum. Comp BiochemPhysiol A Mol Integr Physiol I 36: 17 I , 2003.

Noakes TD, Peltonen JE, Rusko HK: Eyidence that a centralgoyernor regulates exercise performance during acute hy-poxia and hyperoxia. J Exp Biol 204:3225, 2001.

Rennie MJ, Ll/ackerhage H, Spangenb,urg EE, Booth FIV: Con-trol of the size of the human muscle mass. Annu Rev Physiol66:799, 2004

Schnermann J: Exercise. Am J Physiol Regul Integr CompPhysiol 283:R2,2002.

Spangenburg EE, Booth FW: Molecular regulation of individualskeletal muscle fibre types. Acta Physiol Scand 178:413,2003.

Steele DS, Duke AM: Metabolic factors contributing to alteredCa2* regulation in skeletal muscle fatigue. Acta PhysiolScand 179:39,2003.

Tanaka H, Seals DR: Dynamic exercise performance in Mastersathletes: insight into the effects of primary human aging onphysiological functional capacity. J Appl Physiol 95:2152,2003.

TschakovslE ME, Hughson M: Interaction offactors determin-ing oxygen uptake at the onset of exercise. J Appl Physiol86:1101,1999.

Watt MJ, Heigenhauser GJ, Spriet LL: Intramuscular triacylg-lycerol utilization in human skeletal muscle during exercise:is there a controversy? J appl Physiol 93:1185, 2002.

BAB 84 Fisiologi Olahraga

unit 15. fisiologi olahraga

Documents