2.2. Respon tubuh pada saat latihan fisik
Pada saat kita melakukan aktivitas fisik, baik berupa olahraga ataupun kegiatan fisik lainnya, akan menimbulkan perubahan fisiologis bagi tubuh, berupa
pengaktifan otot-otot tubuh, sistim jantung, sirkulasi darah dan pernafasan. Perubahan fisiologis ini memerlukan sejumlah energi yang besarnya tergantung
pada aktifitas yang dilakukan. Besarnya energi yang diperlukan pada aktivitas fisik dapat dihitung berdasarkan jumlah O
2
yang dipakai selama aktifitas. Jumlah pemakaian O
2
ini akan mencapai tingkat maksimum VO
2
max dimana pada keadaan beban kerja ditambah tidak lagi menyebabkan peningkatan pemakaian
O
2
oleh tubuh. Keadaan ini akan mempengaruhi fungsi kardiovaskular- respirasi antara lain dengan peningkatan frekwensi jantung, isi sekuncup, tekanan darah,
selisih O
2
arteri-vena dan ventilasi paru dalah rangka penyediaan O
2
bagi tubuh.
14
2.3. Pengaruh latihan fisik pada tubuh
2.3.1. Pengaruh latihan fisik pada sistim kardiovaskular
Sistim vaskular mempunyai kemampuan khusus dalam memperluas permukaan. Kemampuan pembuluh darah pada kulit, organ visera dan otot skelet untuk
mengalirkan darah hampir 4 sampai 5 kali lipat dari kapasitas pompa jantung dalam keadaan normal. Akibatnya, mekanisme kompleks yang mengatur
keseimbangan antara tekanan darah sistemik dan aliran darah kejaringan akan berinteraksi sesuai dengan kondisi. Kecepatan pemompaan jantung dan
pelebaran pembuluh darah dipengaruhi oleh pengaturan persyarafan dan kimiawi tubuh.
16
Pada saat istirahat hampir 5 dari 5 liter darah yang dipompakan oleh jantung dialirkan menuju kulit. Namun dalam keadaan melakukan latihan fisik
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
pada keadaan panas dan lingkungan yang lembab aliran darah kepermukaan kulit akan meningkat menjadi 20 dari seluruh darah yang dipompakan keseluruh
tubuh. Hal ini disebabkan kemampuan regulasi tubuh untuk mengalirkan darah sesuai dengan kebutuhan metabolik dan fisiologi.
16,17
Fungsi sistim kardiovaskular pada latihan fisik adalah mengangkut O
2
dan nutrisi ke otot dan jaringan, pada keadaan latihan fisik kebutuhan akan oksigen
dan nutrisi akan meningkat, hal ini juga menyebabkan peningkatan akan aliran darah ke otot dan jaringan sampai dengan 13-25 kali dibandingkan pada keadaan
istirahat. Hal ini disebabkan oleh karena terjadinya vasodilatasi intramuskular untuk memenuhi peningkatan metabolisme otot yang terjadinya menyebabkan
peningkatan curah jantung menjadi 7 – 8 kali lipat dibandingkan curah jantung pada keadaan istirahat. Peningkatan curah jantung ini disebabkan oleh
peningkatan isi sekuncup dan denyut jantung, hal ini diikuti juga dengan peningkatan tekanan darah semasa melakukan latihan fisik sampai 30 dari
keadaan istirahat.
16,18
2.3.2. Pengaruh latihan fisik terhadap denyut jantung
Pada keadaan istrirahat denyut jantung manusia berkisar 50 sampai dengan 100 kali permenit. Denyut jantung dikontrol oleh efek simpatis dan parasimpatis
persyarafan autonom. Peningkatan aktifitas simpatis akan menyebabkan percepatan denyut jantung takikardi, sedangkan peningkatan aktifitas
parasimpatis menyebabkan perlambatan denyut jantung bradikardi. Kedua efek persyarafan tersebut akan berlangsung secara terus - menerus,
dimana efek inhibisi parasimpatis akan dominan dalam keadaan istirahat, sedang dalam keadaan latihan berolahraga akan terjadi peningkatan denyut jantung
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
takikardi oleh karena induksi aktifitas sistim simpatis dan reduksi aktifitas para simpatis.
Peningkatan denyut jantung sesuai dengan beratnya latihan fisik.
19
Peningkatan denyut jantung terutama disebabkan oleh tonus vagal yang menurun dan peningkatan rangsangan simpatis. Rangsangan simpatis disebabkan oleh
perintah beberapa pusat diotak dan mekano reseptor di otot yang menimbulkan takikardi, kontraksi otot jantung dan vasokonstriksi. Selain itu, peningkatan denyut
jantung juga dipengaruhi oleh sekresi adrenalin pada awal latihan fisik dan peningkatan suhu tubuh pada latihan fisik yang berlanjut.
9,20
Peningkatan denyut jantung menyebabkan peningkatan volume per menit curah jantung. Dimana
peningkatatn curah jantung lebih sering disebabkan karena peningkatan denyut jantung dan isi sekuncup
stroke volume Namun, peningkatan curah jantung ini
lebih disebabkan oleh meningkatnya denyut jantung. Dimana, peningkatan isi sekuncup hanya sekitar 10 – 35 dari nilai normal.
21
Terdapat beberapa variabel yang dapat mempengaruhi denyut jantung, yaitu : tipe latihan fisik, posisi tubuh selama latihan fisik, jenis kelamin, kesehatan
subyek, dan kondisi lingkungan panas, dingin dan kelembaban.
22
Faktor lain yang mempengaruhi pengaturan denyut jantung adalah temperatur tubuh. Seluruh reaksi metabolik di dalam tubuh membutuhkan energi
yang akan menghasilkan panas. Pada keadaan istirahat panas yang timbul digunakan untuk mempertahankan temperatur tubuh, namun dalam keadaan
olahraga produksi panas akan meningkat. Temperatur yang dihasilkan dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain lamanya dan intensitas latihan, tipe
latihan, jenis pakaian yang digunakan dan karakteristik fisiologis individu. Produksi panas selama latihan dan kebutuhan oksigen berhubungan dengan energi yang
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
dihasilkan. Produksi panas yang dihasilkan oleh orang dewasa dengan berat badan kurang-lebih 65 kg dengan latihan selama 3 menit akan meningkatkan
temperatur tubuh 1ºC.
23
Peningkatan suhu tubuh 1ºC akan menyebabkan peningkatan denyut jantung sampai dengan 10 kali menit. Sebaliknya efek
hipotermi dapat menyebabkan penurunan denyut jantung.
24
2.4. Pengaruh latihan fisik terhadap metabolisme tubuh
Energi yang digunakan untuk latihan fisik berasal dari adenosine trifosfat ATP.
10,25
Dalam 5 sampai 6 detik pertama kerja otot, aktifitas otot tergantung pada ketersediaan ATP yang terdapat pada sel-sel otot. ATP yang tersimpan
dalam otot tersedia dalam jumlah yang terbatas, sehingga untuk kerja otot yang lebih lama dari 10 detik maka tubuh memerlukan untuk melakukan resintesis ATP
yang berasal dari sistem anaerobik dan aerobik.
26
Terdapat 2 macam sistem pemakaian energi anaerobik untuk menghasilkan ATP pada aktivitas fisik terdiri atas
:
10
1.Sistim Adenosin Trifosfat - Kreatin Fosfat ATP- CP Selain ATP, di dalam otot juga tersimpan kreatin fosfat, yaitu suatu senyawa
biokimiawi yang bilamana ikatan fosfatnya dipecah dapat mensintesis satu molekul ATP. Cadangan kreatin fosfat diotot 3 – 5 kali lebih besar dibanding
cadangan ATP diotot. Sehingga sistem ATP – CP dapat menyediakan energi berguna untuk kerja otot otot 6 – 8 detik, misalnya pada pada olahraga anaerobik
seperti lari jarak pendek 100 meter, ataupun untuk kerja otot yang memerlukan ledakan singkat tenaga otot yang maksimal seperti angkat besi dan tolak peluru.
2. Sistim Asam laktat Sistim asam laktat adalah sistim anaerobik dimana ATP dihasilkan otot skeletal
melalui glikolisis. Glukosa dari glikogen otot dipecah menjadi asam laktat. Sistim
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
asam laktat ini penting untuk aktivitas fisik dengan intensitas yang tinggi dengan lama sekitar 20 detik sampai 2 menit seperti lari jarak pendek 200 – 800 meter
dan renang gaya bebas 100m. Sistem aerobik membutuhkan oksigen untuk menguraikan glikogen
glukosa menjadi CO
2
dan H
2
O melalui siklus Krebs tricarboxylic acidyde = TCA dan sistim transport elektron. Glikogen atau glukosa diurai menjadi asam piruvat,
yang selanjutnya memasuki siklus Krebs dan sistem transport elektron.
Gambar 1. Siklus Krebs
dikutip dari 25
Sistem aerobik digunakan untuk aktivitas fisik yang membutuhkan energi lebih dari 3 menit. Sistem aerobik menghasilkan ATP lebih lambat dari pada sistem
ATP-CP dan Asam Laktat, tetapi produksi ATP nya jauh lebih besar. Bahan yang dapat diuraikan pada sistem aerobik berasal dari glikogen, lemak asam lemak
atau protein asam amino. ATP yang dihasilkan dari penguraian bahan – bahan tersebut akan mengalami perubahan biokimia yang kompleks didalam tubuh.
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
Ketika energi potensial dibebaskan, maka energi ini akan ditransformasikan menjadi energi kinetikenergi gerak, panas dan lain-lain
10
Gambar 2. rute alternatif glikolisis.
dikutip dari 8
Secara garis besar sistem energi dalam latihan fisik terdiri dari anaerobik dan aerobik. Anaerobik adalah kegiatan aktivitas fisik yang secara umum tidak
membutuhkan oksigen, sumber tenaga berasal dari system ATP-CP dan asam laktat, serta waktu yang digunakan untuk aktivitas fisik singkat. Sisitim aerobik
berlangsung pada aktivitas fisik yang dilakukan secara kontiniu dan waktu relatif lebih lama dan membutuhkan energi yang berasal dari siklus TCA.
Tabel berikut ini menggambarkan hubungan antara lamanya aktivitas fisik dengan persentase sumber energi aerobik dan anaerobik.
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
Tabel 3.Hubungan lama aktivitas fisik dengan proses aerobik-anaerobik.
dikutip 10
Lama latihan olahraga dengan intensitas maksimal
Detik Menit
10 30 60 2 4 10 30 60 120
Proses anaerobik 90
80 70
50 35
15 5
2 1 Proses
aerobik 10 20 30 50 65 85 95 98
99
Faktor utama yang menentukan respon metabolik saat latihan adalah intensitas dan durasi latihan. Faktor lain yang mempengaruhi respon metabolik
selama latihan adalah status latihan, nutrisi sebelum latihan, temperatur lingkungan dan jenis kelamin.
27
2.4.1. Sumber energi pada aktivitas fisik
Pada saat melakukan aktivitas fisik, otot-otot tubuh, sistem jantung dan sirkulasi darah serta pernafasan diaktifkan. Pada awal aktivitas fisik aerobik sumber utama
yang digunakan adalah glukosa yang berasal dari glikogen otot.
25
Pada saat ini ini sejumlah ATP juga harus dibentuk untuk dapat menyokong aktifitas kerja otot
yang lebih lama dan l ebih keras. Pada 10 – 15 detik aktivitas fisik, ataupun pada aktivitas fisik memerlukan ledakan energi dengan segera dimana sumber energi
tidak dapat dipenuhi lagi oleh ATP yang terdapat dalam sel otot maka tubuh akan berusaha memenuhi kebutuhan tersebut dengan mengaktifkan sistem
phospanogen, yang menggunakan substrat berupa kretinin phospat untuk mengubah ADP menjadi ATP. Pada aktivitas fisik untuk jangka waktu yang lebih
lama dan lebih intesif maka untuk memenuhi untuk memenuhi kebutuhan energi tubuh harus menggunakan energi yang berasal dari pemecahan glukosa untuk
memproduksi ATP glikolisis.
26
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
Mekanisme yang bekerja selama aktivitas fisik untuk mengontrol kadar glukosa darah pada awalnya ialah dengan menggunakan bahan bakar endogen.
Sel otot menghindari penurunan kadar ATP yang bermakna dengan membentuk kembali ATP dari kreatin fosfat. Namun, sewaktu berolahraga jumlah kreatin fosfat
dalam sel otot hanya dapat bertahan dalam beberapa detik. Oleh karena itu, simpanan glikogen otot juga mulai terurai, sehingga harus menyediakan glukosa
untuk menghasilkan ATP.
8
Saat olahraga ringan sampai sedang dimulai, digunakan kreatin fosfat dan glikogen untuk menghasilkan ATP. Namun, seiring dengan peningkatan aliran
darah ke otot yang bekerja, suatu proses yang memerlukan waktu sekitar 5-10 menit, bahan bakar bergerak ke otot melalui darah. Otot menyerap bahan bakar
ini, yang terutama terdiri dari glukosa dan asam lemak dan mengoksidasinya untuk menghasilkan ATP.
28
Selama melakukan aktivitas fisik yang berat, glikogen otot dan glukosa darah adalah substrat mayor untuk oksidasi metabolisme dan kelelahan sering
terjadi bersamaan dengan penurunan cadangan karbohidrat.
28
Peningkatan kebutuhan karbohidrat seperti laktat selama aktivitas fisik adalah sumber
karbohidrat yang berguna yang dapat melindungi glukosa darah untuk kebutuhan jaringan di otak dan melindungi glikogen hati pada saat kebutuhan energi
meningkat.
29
2.4.2. Penggunaan karbohidrat sebagai sumber energi
Pemberian karbohidrat pada anak yang melakukan aktivitas fisik bertujuan untuk membentuk glikogen otot yang pada penguraiannya menghasilkan energi bagi
pembentukan adenosin trifosfat ATP. Glikogen sebagai sumber utama energi
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
pembentukan ATP, terjadi pada proses metabolisme anaerobik dan proses aerobik.
30
Karbohidrat adalah sumber energi yang utama selama aktivitas fisik. Pemberian karbohidrat selama aktivitas fisik dapat mempertahankan kecukupan
kadar glukosa darah dalam menghasilkan produksi energi yang tinggi yang diperoleh dari glukosa dan simpanan glikogen otot.
30
Ketahanan aktivitas fisik tidak dapat dilanjutkan saat simpanan energi di dalam tubuh menurun. Kelelahan
selama aktivitas fisik biasanya terjadi ketika konsentrasi glikogen otot berkurang. Hal ini juga memungkinkan terjadinya kelelahan sebelum glikogen otot menurun
disebabkan karena stres dari sistem saraf pusat pada individu yang sensitif terhadap hipoglikemia.
8
Selama satu dekade yang lalu kebanyakan peneliti telah memfokuskan penelitian tentang efek suplementasi karbohidrat untuk ketahanan berolahraga
yang dilakukan lebih dari 90 menit. Hasil penelitian menemukan parameter yang turut menentukan keberhasilan dan pencapaian yang maksimal dalam aktivitas
fisik tersebut adalah adanya ketersediaan karbohidrat sebagai sumber energi.
31
Telah disepakati bahwa glikogen otot yang berkurang dapat mempercepat terjadinya kelelahan dan mempengaruhi daya tahan pada saat aktivitas fisik
dengan intensitas yang tinggi dan dalam jangka waktu yang lama. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Rauch dkk 2005 mendapati bahwa
pemberian diet tinggi karbohidrat sebelum berolahraga pada atlit yang melakukan latihan fisik bersepeda dan lari jarak pendek bergantian memberikan daya tahan
performance yang lebih baik.
32
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
Timbulnya kelelahan pada saat berolahraga dapat diperlambat dengan beberapa cara antara lain dengan memberikan suplementasi karbohidrat yang
diberikan sebelum dan selama melakukan olahraga. Kelelahan yang timbul pada saat aktivitas fisik berkaitan dengan intensitas dan lamanya latihan dan
berhubungan dengan penurunan kadar fosfokreatin dan glukosa darah serta cadangan glikogen otot.
31
Penurunan oksidasi glukosa di otot saat aktivitas fisik menyebabkan penurunan produksi glukosa untuk mempertahankan keseimbangan kadar
glukosa darah. Laktat adalah sumber karbohidrat yang berguna yang dapat melindungi glukosa darah dan glikogen hati pada saat peningkatan kebutuhan
energi.
33
Pada saat aktivitas fisik kebutuhan terhadap cairan dan kalori perlu ditingkatkan untuk mencegah terjadinya dehidrasi dan hipoglikemia . Beberapa
kajian telah menunjukkan bahwa minum air semasa latihan bermanfaat untuk meningkatkan prestasi. Manfaat utama dari kecukupan cairan selama aktivitas
fisik adalah untuk membantu mempertahankan curah jantung dan menjaga aliran darah ke kulit untuk mencegah pengeluaran panas yang berlebihan dari kulit.
6,30
Untuk mempertahankan kadar pengeluaran energi yang tinggi diperlukan minuman yang mengandung karbohidrat sebagai sumber energi bagi otot. Kadar
karbohidrat dalam minuman akan melambatkan kadar pengosongan lambung dan mengurangi kadar air minuman yang diperlukan. Selain itu minuman yang
mengandung karbohidrat juga memperbaiki penampilan.
30,34
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
2.5. Keseimbangan cairan pada saat aktivitas fisik
Air merupakan komponen terbesar jaringan tubuh tanpa lemak, penyusun 70 - 75 bagian ini 60 dari berat badan. Istilah jaringan tubuh tanpa
lemak dan lemak perlu diungkapkan karena jaringan lemak tidak mengandung air maupun elektrolit. Secara fisiologis air cairan dalam tubuh terdistribusi ke
dalam cairan ekstrasel dan intrasel. Cairan ekstrasel meliputi plasma, cairan rongga serosa, sumsum tulang dan cairan serebrospinal.
35
Pada kondisi normal, kandungan cairan tubuh relatif konstan, artinya asupan cairan sebanding dengan pengeluarannya. Air diperlukan selain sebagai tempat
terlarutnya berbagai bahan termasuk elektrolit, ia memegang peranan penting pada kegiatan metabolisme tubuh dalam jumlah tertentu. Dengan demikian
dapat dimengerti kebutuhan tubuh akan air sangat ditentukan oleh proses metabolisme. Berbeda dengan orang dewasa, anak masih tumbuh dan
berkembang sehingga kebutuhan kalori maupun cairan dipengaruhi kondisi tersebut. Kebutuhan basal cairan diperlukan untuk mengganti sejumlah
cairan yang dikeluarkan secara obligat dalam keadaan istirahat total. Pengeluaran cairan obligat berlangsung secara insensibel, melalui urin serta
tinja.
36
Kehilangan cairan secara insensibel berlangsung dalam bentuk penguapan melalui kulit dan pernafasan. Pada keadaan basal jumlah kehilangan
cairan melalui kulit kira-kira 30 ml 100 Kalori dan 15 ml 100 Kalori melalui paru, sehingga kehilangan total cairan insensibel adalah 45 ml 100 Kalori. Pada
udara dingin atau situasi istirahat, kehilangan cairan insensibel dapat mencapai 30 dari kehilangan cairan harian.
37
Kehilangan cairan melalui kulit dan paru insensible water losses
pada anak relatif lebih besar dibanding orang dewasa, karena luas permukaan tubuhnya
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
juga relatif lebih besar. Dalam kondisi normal pengeluaran dengan cara ini setiap harinya dapat mencapai 700 ml m
2
dan tanpa kecuali pengeluaran cairan lewat kulit maupun paru akan tetap berlangsung sekalipun tubuh berada dalam
kondisi hidropeni hipohidrasi atau suhu dingin. Pengeluaran cairan insensibel akan meningkat pada waktu melakukan kegiatan, suhu lingkungan yang
tinggi, kelembaban udara yang rendah serta peningkatan suhu tubuh.
36
Dalam praktek sehari-hari perkiraan kebutuhan cairan dapat ditentukan menurut kebutuhan kalori, luas permukaan tubuh LPT, berat badan BB atau
berdasarkan prosentase kebutuhan orang dewasa. Kebutuhan cairan minimal dapat ditetapkan menurut kebutuhan kalori dengan catatan, bahwa untuk setiap
100 Kalori diperlukan 100 ml cairan. Kebutuhan kalori pada anak sangat ditentukan oleh metabolisme basal, pembentukan jaringan tubuh,
pertumbuhan, kegiatan jasmani dan pembentukan panas. Dalam menghitung kebutuhan cairan harus dipertimbangkan kehilangan cairan melalui keringat dan
pernafasan yang bertambah akibat peningkatan suhu lingkungan atau karena beberapa kondisi lain. Sebagai contoh, akibat berkeringat banyak diperlukan
tambahan cairan 10-25 dan pada keadaan hipermetabolik diperlukan tambahan cairan sebesar 25-75.
38
Kehilangan cairan menjadi dipercepat selama orang berolahraga. Kemampuan tubuh membuang panas selama berlangsungnya olahraga secara
primer tergantung pada pembentukan dan evaporasi keringat. Jika suhu tubuh meningkat, produksi keringat
meningkat pula sebagai upaya mencegah terjadinya panas yang berlebihan. Sementara kegiatan ini berlangsung, di dalam tubuh juga
terjadi penambahan produksi cairan sebagai hasil peningkatan metabolisme. Sayang hasil tersebut tidak sebanding dengan tingkat produksi keringat, sehingga
Rosmayanti Syafriani Siregar : Pengaruh Pemberian Minuman Berkabohidrat Terhadap Denyut Jantung Selama…, 2007 USU e-Repository © 2008
dehidrasi tidak dapat dielakkan tanpa tambahan asupan dari luar. Oksidasi bahan makanan yang masuk kedalam tubuh, untuk setiap 100 kalori energi yang
dihasilkannya, akan tersedia air sebanyak 12 g. Untuk metabolisme 245 g karbohidrat dapat diproduksi cairan sebanyak 146 m air, sementara pada waktu
yang sama kehilangan cairan lewat keringat dapat melampaui 1500 ml, atau 10 kali lipat dari hasil metabolisme.
39
Secara umum, jumlah keringat yang diproduksi selama olahraga berlangsung tergantung pada : 1. suhu lingkungan, 2. ukuran tubuh dan 3. laju metabolisme.
Ketiga hal tersebut mempengaruhi simpanan panas dan suhu tubuh. Panas dipindahkan dari Iingkungan yang lebih panas ke lingkungan lain yang lebih
dingin, maka pembuangan panas tubuh akan terganggu oleh suhu lingkungan yang tinggi.
37
2.6 Kerangka Konseptual Penelitian
Kategori