commit to user 3
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut : Bagaimana nilai VO
2
max
Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta dan Mahasiswa Universitas
Kobe Jepang?
C. Tujuan Penelitian
Tujuan dilaksanakan penelitian ini untuk mengetahui nilai VO
2
max
Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta dan Mahasiswa Universitas Kobe Jepang.
D. Manfaat Penelitian
1. Manfaat Ilmiah
Penelitian ini dapat memberikan informasi ilmiah mengenai nilai VO
2
max
kepada subjek penelitian.
2. Manfaat Aplikatif
a. Penelitian ini diharapkan agar menjadi landasan penelitian
selanjutnya. b.
Penelitian ini diharapkan dapat digunakan menjadi standar nilai normal VO
2
max
Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta.
commit to user 4
BAB II LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
1. Nilai VO
2
max
Nilai VO
2
max
merupakan nilai sistem kardiorespirasi. Menurut Nakanishi dan Nethery 1998, nilai VO
2
max
merupakan nilai indikator yang bagus untuk mengukur kinerja dari sistem kardiorespirasi. Alasannya
adalah nilai VO
2
max
tidak hanya dipengaruhi oleh karakteristik fisik, tetapi juga kemampuan paru-paru mengambil oksigen dari lingkungan,
kemampuan jantung memompa oksigen, dan kemampuan otot rangka menggunakan oksigen untuk menghasilkan energi Levine 2008.
VO
2
max
atau konsumsi oksigen maksimal adalah nilai maksimal tubuh dapat menggunakan oksigen selama latihan Robergs dan Roberts,
2000. Selain menggambarkan keadaan kardiorespirasi dan kebugaran, nilai VO
2
max
juga menggambarkan nilai transpor oksigen maksimal dari lingkungan ke mitokondria untuk mendukung produksi energi dan sebagai
pencegahan penyakit kardiovaskular terutama penyakit gagal jantung Duncan dan Horvath, 1988 ; Levine, 2008. Nilai VO
2
max
ada dua yakni nilai volume absolut dan nilai volume relatif. Nilai volume absolut dinilai
dengan lmenit. Sedangkan, nilai volume relatif dinilai dengan mlkgmenit. Nilai volume absolut mengekspresikan latihan dengan berat
badan sebagai titik tumpu contoh bersepeda. Sedangkan, nilai volume
4
commit to user 5
relatif menggambarkan latihan dengan bertumpu pada kekuatan tubuh contoh berlari. Pengukuran dengan nilai volume relatif lebih baik
daripada nilai volume absolut Robergs dan Roberts, 2000. Alasannya karena kekuatan latihan dapat diketahui dan disesuaikan dengan berat
badan jika menggunakan nilai volume relatif. Tingginya nilai volume absolut tidak pasti menandakan tingginya kebugaran seseorang Nakanishi
dan Nethery, 1998. Pengukuran dengan nilai relatif lebih mendekati kemampuan penggunaan energi oleh tubuh daripada dengan nilai absolut.
Secara teori nilai VO
2
max
merupakan hasil dari curah jantung maksimal dan ekstraksi oksigen maksimal oleh jaringan Ganong, 2005.
Di samping itu, latihan akan membuat beberapa perubahan pada tubuh baik positif maupun negatif. Perubahan positif pada tubuh yaitu
fungsi kardiorespirasi contoh curah jantung lebih besar, metabolisme energi di otot dan respon neuroendokrin contoh latihan dapat
meningkatkan dua kali lipat enzim mitokondria sehingga penggunaan oksigen lebih efisien, muskuloskeletal contoh hipertrofi otot dan
mencegah osteoporosis,
bisa dijadikan
kontrol lemak
tubuh, meningkatkan sistem imun dan termoregulasi Robergs dan Roberts, 2000
; Fahey dkk, 2002 ; Kravitz dan Dalleck, 2004 ; Stroud, 2008. Sedangkan, perubahan negatif pada tubuh yaitu dehidrasi, kelelahan, keletihan, cidera,
nekrosis jaringan jika terlalu banyak latihan, amenorea pada wanita, hipoglikemia dan gangguan makan Guyton dan Hall, 2006 ; Stroud, 2008
; Smith, 2008.
commit to user 6
a. Ketahanan Sistem Kardiorespirasi
Ketahanan sistem kardiorespirasi merupakan kemampuan untuk melakukan latihan pada otot besar secara dinamik dengan
intensitas sedang sampai tinggi dalam waktu lama Soegiarto dkk, 1995. Ketahanan kardiorespirasi dibedakan menjadi dua yaitu bagian
awal
upstream
dan bagian akhir
downstream
. Bagian awal mencakup semua jalur yang berkaitan oksigen masuk, dipompa ke
perifer dan didistribusikan ke sel otot. Bagian akhir mencakup semua proses intraseluler untuk menghasilkan energi dan kontraksi otot
Levine, 2008.
1 Bagian Awal Ketahanan Sistem Kardiorespirasi
Awal masuk oksigen dimulai dengan adanya kontraksi otot-otot pernapasan terutama otot inspirasi. Otot-otot tersebut
adalah otot interkostalis eksternus, otot levator kosta, otot serratus posterior superior dan otot skaleni Budianto, 2003. Adanya
perbedaan tekanan parsial oksigen antara atmosfir 158 mm Hg dan alveoli 100 mm Hg juga membantu oksigen masuk ke dalam
paru-paru Ganong, 2005. Oksigen lalu diikat oleh protein hemoglobin dalam kompleks Fe sekitar 99. Hemoglobin
meningkatkan kemampuan darah mengangkut oksigen tujuh puluh kali Ganong, 2005. Tekanan arteri yang sebesar 95 mm Hg juga
commit to user 7
membantu membawa oksigen ke jaringan. Peran utama jantung adalah memaksimalkan curah jantung untuk mengirim darah ke sel
otot. Curah jantung umumnya diidentifikasi sebagai salah satu
faktor penentu utama untuk pengiriman oksigen. Bahkan, beberapa peneliti telah menyimpulkan bahwa 70-85 dari penentuan dalam
nilai VO
2
max
dapat dikaitkan dengan curah jantung maksimal. Denyut jantung maksimal seseorang cukup stabil dan tidak berubah
dengan pelatihan ketahanan. Denyut jantung maksimal lebih tergantung pada usia seseorang. Sebaliknya, volume sekuncup
meningkat secara substansial dari pelatihan daya tahan. Sebagian besar kenaikan ini terutama disebabkan oleh peningkatan ukuran
ruang dan ketebalan dinding ventrikel kiri. Oleh karena itu, jantung menjadi organ dengan kemampuan untuk berelastisitas lebih besar
sesuai volume darah meningkat, sehingga menghasilkan kekuatan elastis kuat untuk memompa darah ke jaringan tubuh Kravitz dan
Dalleck, 2004.
2 Bagian Akhir Ketahanan Sistem Kardiorespirasi
Sebagian besar energi untuk latihan daya tahan berasal dari oksidasi bahan bakar. Kapasitas maksimal dari seorang
individu untuk mengkonsumsi oksigen merupakan faktor yang mempengaruhi kinerja daya tahan. Telah diteliti aktivitas oksidasi
commit to user 8
ini dilakukan di mitokondria yang diatur oleh gen Brearly dan Zhou, 2001. DNA mitokondria mengandung gen untuk enzim
yang terlibat dalam konsumsi oksigen, dan itu hanya diwarisi dari induknya. Secara teoritis, variasi dalam gen-gen yang terkait bisa
mempengaruhi bagian elektron dan ion hidrogen melalui rantai transpor elektron ke oksigen, sehingga mengubah kapasitas untuk
produksi energi. Oksigen dari sel darah masuk ke mitokondria otot
dilakuan dengan perbedaan tekanan. Pemanfaatan oksigen dalam memproduksi energi juga bergantung pada perbedaan tekanan ini.
Produksi ATP dilakukan melalui tiga jalur metabolik yang meliputi sistem fosfagen produksi ATP dari kreatin fosfat, glikolisis
pemecahan glukosa, dan respirasi mitokondria metabolisme aerobik dalam mitokondria sel. Dua jalur pertama hanya mampu
produksi energi untuk jangka waktu yang pendek. Akibatnya regenerasi ATP untuk latihan yang lama dapat dicapai jika melalui
respirasi mitokondria Kravitz dan Dalleck, 2004.
b. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Nilai VO
2
max
Setiap individu mempunyai nilai VO
2
max
berbeda. Perbedaan ini dipengaruhi faktor internal dan eksternal tubuh. Faktor internal
tubuh meliputi hal-hal yang diatur oleh genetik manusia. Hal-hal itu mencakup ras, usia, jenis kelamin, status sistem organ tubuh, profil
commit to user 9
hematologi, metabolisme tubuh, indeks massa tubuh, luas permukaan tubuh dan komposisi lemak tubuh. Sedangkan, faktor eksternal
meliputi tinggi suatu daerah, suhu daerah, faktor makanan dan teknik pengukuran. Namun, ada satu faktor yang bisa menaikkan nilai
VO
2
max
tersebut yakni faktor latihan Levine, 2008 ; Basset dan Boulay, 2003 ; Andreacci dkk, 2005 ; Donoghue dan Bates, 2000 ;
Chatterjee dkk, 2006 ; Robergs dan Roberts, 2000. Latihan menjadi faktor penentu yang membedakan nilai
VO
2
max
. Latihan membuat otot-otot rangka berkontraksi. Semakin banyak kontraksi otot, semakin banyak pula kapasitas oksidatif.
Namun, unit gerak otot ini diatur secara genetik. Oleh karena itu, setiap individu mempunyai respon yang berbeda selama latihan
Robergs dan Roberts, 2000.
1 Ras dan Genetik
Ras identik dengan genetik. Tiap negara mempunyai ras yang berbeda. Satu ras pun mempunyai genetik yang berbeda.
Genetik merupakan faktor dasar yang membuat nilai VO
2
max
setiap orang berbeda. Selain penjelasan di atas, genetik juga
mempengaruhi profil hematologi orang. Dalam penelitian yang dilakukan Andreacci dkk 2005 membuktikan hasil berbeda pada
orang dengan indeks massa tubuh yang normal. Andreacci dkk menjelaskan salah satu satu faktor yang membedakannya adalah
commit to user 10
profil hematologi. Hemoglobin tiap manusia berbeda baik secara kualitas dan kuantitas. Hemoglobin sangat mempengaruhi transpor
oksigen dari paru-paru menuju otot rangka. Perubahan sedikit pada profil hematologi orang sangat mempengaruhi transpor oksigen
tersebut. Ini berarti profil hematologi sangat mempengaruhi nilai VO
2
max
. Gurrici dkk 1998 mengungkapkan adanya keterkaitan
lemak tubuh dengan indeks massa tubuh masyarakat Indonesia dan Belanda. Hasil penelitian Gurrici dkk disebutkan bahwa
masyarakat Indonesia memiliki indeks massa tubuh lebih rendah 2,9 kgm
2
daripada masyarakat Belanda. Namun, masyarakat Indonesia memiliki persentase lemak tubuh lebih besar 3
daripada masyarakat Belanda. Semakin tinggi indeks massa tubuh semakin tinggi pula massa lemak tubuh. Namun, masyarakat
Indonesia memiliki persentase lemak tubuh lebih besar daripada masyarakat Belanda. Selain kehidupan sosial ekonomi yang
berbeda, genetik juga mempengaruhi. Hal ini dijelaskan adanya perbedaan massa otot, massa tulang dan postur badan yang
mencolok di antara dua negara tersebut. Indonesia terdiri dari banyak suku bangsa yang belum ada
data-data antropometris yang dapat menerangkan adanya perbedaan anatomis rongga dada yang tentunya berpengaruh pada fungsi paru-
paru. Butuh banyak waktu, biaya dan tenaga untuk melakukan
commit to user 11
penelitian di seluruh Indonesia. Penelitian yang pernah dilakukan di Jakarta dan Surabaya dianggap dapat mewakili populasi
Indonesia. Perbedaan antaretnik kemungkinan disebabkan oleh nutrisi, genetik, iklim, aktivitas sehari-hari, dan adat istiadat. Hal
ini diperkuat oleh penelitian Mathur yang membuktikan antropometris volume dada turunan Eropa lebih besar 13,2
daripada turunan Amerika Alsagaff dan Mangunnegoro, 1993.
2 Usia
Pada anak-anak nilai VO
2
max
di bawah orang dewasa. Hal ini berkaiatan dengan maturitas organ-organ vital. Semakin matur
organ seorang anak, nilai VO
2
max
juga akan semakin tinggi. Maturitas tiap individu berbeda. Namun, nilai VO
2
max
rata-rata sama pada laki-laki dan perempuan di bawah usia dua belas tahun.
Setelah usia dua belas tahun, nilai VO
2
max
laki-laki meningkat sampai usia delapan belas tahun. Sedangkan, nilai VO
2
max
perempuan hanya sedikit berubah setelah usia empat belas tahun Robergs dan Roberts, 2000. Nilai VO
2
max
mencapai puncak pada dewasa muda sekitar usia 25-27 tahun Robergs dan Roberts,
2000. Penuaan merupakan salah satu faktor yang membuat nilai
VO
2
max
menjadi turun. Nilai VO
2
max
akan berkurang 8-10 setiap sepuluh tahun setelah berumur 30 tahun Robergs dan Roberts,
commit to user 12
2000. Perubahan fungsional dan struktural terjadi setara dengan penambahan usia. Perubahan yang mencolok pada sistem
kardiorespirasi. Penuaan mengakibatkan perubahan sistem kardiorespirasi.
Sistem kardiorespirasi terdiri dari sistem kardiovaskular dan sistem respirasi. Pada sistem kardiovaskular terjadi penurunan pemenuhan
dan elatisitas miokardial, penurunan pengisian ventrikel dan penurunan fraksi ejeksi. Hal ini akan menurunkan volume darah
dan volume sekuncup. Penurunan ini juga berakibat pada curah jantung turun. Penurunan curah jantung merupakan tanda
penurunan fungsi kardiovaskular Robergs dan Roberts, 2000. Pada sistem respirasi terjadi kenaikan volume akhir,
penurunan pemenuhan dan elastistas paru serta penurunan kekuatan otot respirasi. Hal ini akan mengakibatkan bernapas lebih berat.
Setelah itu, terjadi ketidaksesuaian VEQ. Akhirnya terjadi penurunan fungsi sistem respirasi Robergs dan Roberts, 2000.
Penurunan sistem kardiorespirasi juga berakibat pada nilai VO
2
max
turun.
3 Jenis Kelamin
Wanita mempunyai volume paru-paru lebih kecil daripada pria yang berakibat lebih sedikitnya ventilasi maksimal. Selain itu,
wanita mempunyai jantung yang lebih kecil, volume pengisian
commit to user 13
lebih kecil, volume sekuncup lebih kecil dan curah jantung yang lebih kecil daripada pria. Hal ini ditambah status hematologi
hemoglobin, hematokrit, volume darah wanita yang di bawah pria. Akibatnya terjadi perbedaan transportasi oksigen ke otot
rangka selama latihan. Perbedaan struktur dan fungsi sistem kardiorespirasi
antara pria dan wanita dikarenakan genetik dan perbedaan hormonal selama fase pertumbuhan, perkembangan dan maturitas
seksual. Perbedaan ini berdampak perbedaan nilai VO
2
max
Robergs dan Roberts, 2000.
4 Tinggi Badan, Berat Badan dan Lemak Tubuh
Tinggi dan berat badan merupakan faktor yang mempengaruhi nilai VO
2
max
. Tinggi dan berat badan berfungsi untuk menghitung indeks massa tubuh. Rumus indeks massa tubuh
yaitu .
Klasifikasi indeks massa tubuh : Berat badan kurang
: 18,5 Berat badan normal
: 18,5-22,9 Berat badan lebih
: ≥ 23
Dengan resiko : 23-24,9
Obesitas I : 25-29,9
Obesitas II :
≥ 30
commit to user 14
Yunir dan Soebardi, 2007 Obesitas meningkatkan risiko kelelahan selama bekerja
Donoghue dan Bates, 2000. Semakin tinggi indeks massa tubuh semakin mudah mengalami kelelahan. Hal ini dikarenakan semakin
banyak panas yang diproduksi, rasio luas permukaan tubuh terhadap volume tubuh semakin kecil dan isolasi panas oleh lemak.
Indeks massa tubuh juga berkaitan erat dengan lemak tubuh. Cara mengukur lemak tubuh dengan mengukur lipatan kulit,
impedansi bioelektrikal atau pengukuran di dalam air Guyton dan Hall, 2006. Selain indeks massa tubuh dan lemak tubuh, volume
curah jantung maksimal terdapat pada orang yang mempunyai luas permukaan tubuh yang normal Duncan dan Horvarth, 1988 ;
Chatterjee dkk, 2006
5 Tekanan Darah dan Denyut Jantung
Sistem kardiorespirasi tidak bisa lepas dari faktor tekanan darah dan denyut jantung. Tekanan darah merupakan hasil kali dari
volume curah jantung dan tahanan perifer. Sedangkan, volume curah jantung diperoleh dari hasil kali frekuensi denyut jantung dan
volume sekuncup. Status fungsional curah jantung dapat diperkirakan dengan mengetahui denyut jantung dan tekanan darah.
Curah jantung berpengaruh terhadap hasil VO
2
max
Ganong, 2005. Curah jantung ini pula yang menjadi faktor utama yang membuat
commit to user 15
olahragawan mempunyai nilai VO
2
max
di atas rata-rata Levine, 2008.
Ahli kardiovaskular mempunyai teori regulasi denyut jantung yang berkaitan dengan nilai VO
2
max
. Ketika upaya menghentikan latihan dipaksakan, denyut jantung secara cepat
kembali normal walaupun sinyal metabolik terjebak dalam otot rangka oleh oklusi pembuluh darah Levine, 2008. Jika unit gerak
otot dihambat yang berakibat lemahnya kontraksi, denyut jantung akan bertambah. Umpan balik secara mekanik dan metabolik
dikirim ke otak yang akhirnya mengaktifkan sistem saraf simpatis. Curah jantung dan distribusi darah ke otot akan meningkat.
Regulasi ini dipengaruhi oleh umur, jenis kelamin dan kebugaran Levine, 2008.
6 Teknik Pengukuran
Teknik pengukuran juga mempengaruhi nilai VO
2
max
. Basset dan Bouly 2003 membandingkan pengukuran dengan lari
treadmill
dan sepeda ergometer. Selama pengukuran tersebut mengungkapkan adanya perbedaan denyut jantung selama
pengukuran. Denyut jantung dengan pengukuran dengan lari
treadmill
lebih tinggi daripada dengan sepeda ergometer. Hal ini dikarenakan penggunaan massa otot pada pengukuran dengan
sepeda ergometer lebih kecil daripada lari
treadmill
. Penggunaan
commit to user 16
massa otot yang lebih kecil mengakibatkan suplai darah di sekitar jaringan tersebut tidak sebesar pada pengukuran dengan sepeda
ergometer. Suplai darah pada pengukuran sepeda ergometer berisi oksigen lebih sedikit dibandingkan dengan lari
treadmill
. Perbedaan denyut jantung sekitar empat kali permenit. Walaupun
hanya berbeda sekitar 6, tetap mempengurahi nilai VO
2
max
. Keren dkk 1980 membandingkan nilai VO
2
max
dengan empat metode yakni lari
treadmill
, sepeda ergometer, tes langkah dan prediksi
Astrand Rhyming
. Hasil nilai VO
2
max
tertinggi pada lari
treadmill
. Uji latihan submaksimal juga akan memberikan hasil yang
berbeda dengan uji latihan maksimal Soegiarto dkk, 1995. Uji latihan submaksimal dikembangkan karena uji latihan maksimal
tidak mungkin dikerjakan pada probandus. Uji latihan submaksimal membuat beberapa keyakinan yaitu Soegiarto dkk, 1995 :
a Bahwa denyut jantung yang mantap untuk setiap tingkat kerja
latihan. b
Bahwa ada hubungan linier antara denyut jantung dan ambilan oksigen.
c Bahwa denyut jantung maksimal untuk usia tertentu adalah
seragam. d
Bahwa efisiensi mekanis seperti VO
2
pada tingkat tertentu adalah sama pada semua orang.
commit to user 17
Namun, keyakinan ini biasanya tidak benar-benar terpenuhi dan asumsi tersebut bisa menghasilkan kesalahan dalam
memperhitungkan nilai VO
2
max
Soegiarto, 1995. Protokol yang berbeda akan menghasilkan hasil yang
berbeda. Protokol kontinyu terdiri dari tahapan-tahapan yang meningkat progresif tanpa adanya jeda istirahat. Sedangkan,
protokol diskontinyu mempunyai jeda istirahat dalam tahapan kerja. Jika memakai protokol kontinyu, akan lebih mudah
mengalami kelelahan daripada protokol diskontinyu Soegiarto dkk, 1995.
Nilai VO
2
max
juga ada yang diprediksi dengan rumus tanpa melakukan
pengukuran. Rumus
ini ditemukan
dengan penghitungan regresi tiap penelitian. Oleh karena itu, rumus yang
dihasilkan tidak lah sama. Nilai VO
2
max
pun berbeda jika dibandingkan dengan pengukuran langsung maupun penghitungan
dengan rumus walaupun perbedaannya tidak mencolok Chatterjee dkk, 2006 ; Nielson, 2009.
2. Karakteristik Orang Jepang
Orang Jepang memiliki presentase darah golongan A, B, AB, dan O seperti orang Estonia Hays, 2009. Golongan darah B lebih umum di
antara Asia timur daripada Eropa. Orang Asia rata-rata berbadan lebih ramping dan lebih pendek dari orang Barat, tetapi mereka lebih cepat
commit to user 18
tinggi dan gemuk. Saat ini orang Jepang sekitar tiga inci lebih tinggi dari zaman Perang Dunia II. Kebanyakan ilmuwan menyatakan peningkatan
terhadap perubahan nutrisi, seperti susu dan daging dalam makanan mereka Hays, 2009.
Sekitar 95 orang Jepang kekurangan enzim laktase. Ini berarti mereka mempunyai masalah dalam mencerna susu Hays, 2009. Hampir
semua mamalia mengandung laktosa susu, gula kompleks yang pecah di dalam tubuh kebanyakan orang menjadi gula sederhana seperti glukosa
oleh enzim laktase. Jika orang-orang yang kekurangan enzim laktase mengkonsumsi banyak produk susu, laktosa belum tercerna terakumulasi
di usus besar mereka, lalu terjadi fermentsi, dan akhirnya terbetuk gas. Hal ini menyebabkan kembung dan diare Hays, 2009.
commit to user 19
B. Kerangka Pemikiran
Kategori