UNIT 15 Fisiologi Olahraga

Fisiologi Olahraga 84. Fisiologi Olahragai!I



BAB 84 Fisiologi Olahraga Alih Bahasa: Dr. dr. Ermita I. Ibrahim Ilyas Editor: dr. M. Djauhari WidjajakusumahTerdapat sedikit stres pada tubuh yang mendekati stres bolak-balik menyeberangi Terusan Inggris, jaringan lemakekstrem akibat kerja fisik yang berat. Sesungguhnya, jika tambahan tampaknya menguntungkan untuk menahankerja fisik yang ekstrem tersebut dilanjutkan meskipun panas, daya apung, dan tambahan energi jangka panjang.sebentar, dapat terjadi kematian. Oleh karena itu, padadasarnya, fisiologi olahraga merupakan suatu pembahasan Testosteron yang disekresi oleh testis laki-laki memilikimengenai seberapa jauh berbagai mekanisme tubuh dapat efek anabolik yang kuat dalam menyebabkan peningkatanmenerima stres. Suatu contoh yang mudah: Pada seseorang penyimpanan protein yang besar di seluruh tubuh, terutamadengan demam yang sangat tinggi, mendekati tingkat di otot. Bahkan, laki-laki yang sangat sedikit melakukanyang mematikan, metabolisme tubuh meningkat sampai aktivitas olahraga tetapi dengan kadar testosteron normalkira-kira 100 persen di atas normal. Sebagai pembanding, akan memiliki ototyang tumbuh sekitar 40 persen lebih besarmetabolisme tubuh selama lari maraton dapat meningkat dibandingkan otot perempuan yang tanpa testosteron.sampai 2.000 persen di atas normal. Hormon kelamin perempuan estrogen mungkin berperanAtlet Perempuan dan Laki-Laki juga pada beberapa perbedaan penampilan antara perempuan dan laki-laki walaupun tidak sebanyak pada testosteron.Sebagian besar data kuantitatif yang terdapat di bab ini Estrogen meningkatkan penimbunan lemak padaberlaku untuk atlet laki-laki muda, bukan karena keinginan perempuan, terutama pada payudara, panggul, dan jaringanuntuk mengetahui nilai-nilai tersebut saja melainkan karena subkutan. Oleh karena itu, setidaknya sebagian, rata-ratahanya pada atlet laki-laki, telah dilakukan pengukuran yang perempuan bukan atlet memiliki komposisi lemak tubuhrelatif lengkap. Namun, pada pengukuran-pengukuran yang sekitar 27 persen, dibandingkan laki-laki bukan atlet, yangtelah dilakukan pada atlet perempuan, digunakan prinsip memiliki sekitar 15 persen. Keadaan ini merugikan dalamfisiologi dasar yang serupa, kecuali perbedaan-perbedaan mencapai tahap tertinggi performa atletik ketika performakuantitatif yang disebabkan oleh perbedaan ukuran tubuh, bergantung pada kecepatan atau pada rasio kekuatan ototkomposisi tubuh, dan ada tidaknya hormon seks laki-laki tubuh total terhadap berat tubuh.testosteron. Otot dalam Kerja Fisik Pada umumnya, sebagian besar nilai kuantitatif untukperempuan-seperti kekuatan otot, ventilasi paru, dan Kekuatan, Daya, dan Ketahanan Ototcurah jantung, yang semuanya berkaitan dengan massaotot-bervariasi antara dua pertiga dan tiga perempat dari Penentu akhir kesuksesan pada pertandingan atletik adalahnilai yang didapatkan pada laki-laki. Bila diukur berdasarkan apa yang dapat dilakukan otot bagi tubuh-kekuatan ototkekuatan per sentimeter persegi pada suatu area potongan sewaktu dibutuhkan, daya yang dapat dicapai otot sewaktumelintang, otot perempuan dapat mencapai tekanan melakukan kerja, dan berapa lama otot dapat melakukanmaksimal kontraksi yang hampir tepat sama dengan tekanan aktivitasnya.maksimal kontraksi pada laki-laki-antara 3 dan 4 kg/cm2.Oleh karena itu, sebagian besar perbedaan performa otot Kekuatan otot ditentukan terutama oleh ukurannya,total terletak pada persentase tambahan tubuh laki-laki yaitu dengan daya kontraktilitas maksimal antara 3 dan 4 kg/otot, yang disebabkan perbedaaan endokrin, yang akan kita cm2 pada suatu daerah potongan melintang otot. Jadi,bahas kemudian. seseorang dengan suplai testosteron normal atau yang telah membesarkan ototnya melalui program latihan beban akan Kemampuan kerja atlet perempuan dibandingkan atlet memiliki kekuatan otot yang juga bertambah.laki-laki digambarkan dengan kecepatan relatif berlariuntuk lomba lari maraton. Sebagai perbandingan, atlet Suatu contoh mengenai kekuatan otot, seorang atletperempuan unggulan mempunyai kecepatan lari 11 persen angkat berat tingkat dunia mungkin memiliki potonganlebih rendah daripada kemampuan atlet laki-laki unggulan. melintang otot kuadriseps sebesar 150 cm2• Nilai ini akanWaiau demikian, pada perlombaan lain, kadang-kadang berubah menjadi kekuatan kontraksi maksimal sebesar 525atlet perempuan mempunyai catatan rekor yang lebih baik kg (atau 1.155 pon), dan semua gaya ini dikumpulkan padadaripada atlet laki-laki-contohnya, pada lomba renang tendon patella. Oleh sebab itu, mudah dipahami bagaimana kadang-kadang tendon ini ruptur atau tercabut dari tempat 1117

Unit XV Fisio/ogi Olahragainsersinya ke tibiadi bawah lutut. Selain itu, bila gaya semacam yang tersimpan dalam otot sebelum periode kerja fisik.ini terjadi pada tendon yang meliputi satu sendi, gaya yang Seseorang dengan diet tinggi karbohidrat menyimpanserupa juga terkumpul di permukaan sendi atau terkadang lebih banyak glikogen dalam otot daripada seseorangpada ligamen yang meliputi sendi, sehingga berperan pada dengan diet campuran maupun diet tinggi lemak. Olehterjadinya dislokasi kartilago, fraktur kompresi di sekitar karena itu, ketahanan sangat meningkat melalui diet tinggipersendian dan ruptur ligamen. karbohidrat. Bila atlet lari dengan kecepatan lomba maraton, ketahanannya (yang diukur dari waktu yang dibutuhkan Kekuatan yang mempertahankan otot kira-kira 40 untuk dapat bertahan sampai timbulnya kelelahan maksimal)persen lebih besar dari kekuatan kontraksi. Yaitu, bila suatu kira-kira sebagai berikut.otot sudah berkontraksi dan kemudian suatu gaya mencobameregangkan otot tersebut,seperti yang terjadi saat mendarat Diet tinggi-karbohi drat Men itsesudah meloncat, keadaan ini membutuhkan gaya kira- Diet campurankira 40 persen lebih besar daripada yang dapat dicapai pada Diet tinggi-lemak 240kontraksi pemendekan. Oleh karena itu, gaya sebesar 525 120kg tersebut di atas untuk tendon patella selama kontraksi 85otot berubah menjadi 735 kg (1.617 pon) selama kontraksimempertahankan. Hal m1 selanjutnya memperberat Jumlah simpanan glikogen dalam otot sebelummasalah pada tendon, persendian, dan ligamen. Keadaan perlombaan dimulai dapat menjelaskan perbedaan-tersebut juga dapat menyebabkan robekan bagian dalam perbedaan ini. Jumlah yang disimpan kira-kira sebagaiotot. Pada kenyataannya, peregangan kuat pada suatu otot berikut.yang berkontraksi maksimal dapat dipastikan menimbulkannyeri otot hebat. Diet tinggi-karbohi drat g/kg otot Diet campuran Kerja mekanis otot adalah jumlah gaya yang diterapkan Diet t inggi-lemak 40pada otot dikali dengan jarak tempat gaya tersebut digunakan. 20Daya kontraksi otot berbeda dari kekuatan otot, karena daya 6merupakan ukuran jumlah total kerja yang dilakukan ototdalam satu satuan waktu. Oleh karena itu, daya ditentukan Sistem Metabolik Otot dalam Ke rja Fisiktidak hanya oleh kekuatan kontraksi otot tetapi juga oleh Sistem metabolisme dasar yang sama terdapat di otot danjarak kontraksi otot dan jumlah kontraksi otot setiap menit. berbagai bagian lain tubuh; ha! ini sudah dibahas secaraDaya otot biasanya diukur dalam kilogram meter (kg-m) per mendalam di Bab 67 sampai 73. Akan tetapi, pengukuranmenit. Artinya, suatu otot yang dapat mengangkat berat 1 kg kuantitatif khusus pada aktivitas ketiga sistem metabolismesetinggi 1 m atau menggeser benda melawan gaya sebesar sangat penting dalam memahami batas-batas aktivitas fisik.1 kg sejauh 1 m dalam 1 menit dikatakan memiliki daya Sistem-sistem tersebut adalah (1) sistemfosjokreatin-kreatin,sebesar 1 kg-m/menit. Daya maksimal yang dapat dicapai (2) sistem glikogen-asam laktat, dan (3) sistem aerobik.oleh seluruh otot dalam tubuh seorang atlet yang terlatihbaik, dengan semua otot bekerja bersama-sama, kira-kira Adenosin Trifosfat. Sumber energi sesungguhnya yangsebagai berikut. digunakan untuk kontraksi otot adalah adenosin trifosfat (ATP), yang memiliki rumus dasar sebagai berikut. kg-m/ menit 8 sampai 10 detik Adenosin - P 0 - P0 - PO; 1 menit berikutnya 7.000 3 3 30 menit berikutnya 4.000 1.700 Ikatan yang melekatkan dua fosfat radikal terakhir kepada molekul, yang dilambangkan dengan simbol -, adalah ikatan Jadi, jelas bahwa seseorang mempunyai kemampuan fosfat berenergi-tinggi. Setiap ikatan ini menyimpan 7.300lonjakan daya yang sangat besar dalam waktu singkat, seperti kalori energi per mo! ATP pada kondisi standar (dan bahkansaat lari cepat 100 m yang diselesaikan seluruhnya dalam 10 sedikit lebih banyak pada kondisi fisik tubuh, yang sudahdetik, sedangkan untuk lomba ketahanan jangka panjang, dibahas secara mendalam di Bab 67). Oleh karena itu, biladaya yang dikeluarkan otot hanya satu perempat daripada satu radikal fosfat dilepaskan, lebih dari 7.300 kalori energisaat lonjakan daya awal. dibebaskan untuk menggerakkan proses kontraksi otot. Kemudian, bila radikal fosfat kedua dilepaskan, tersedia Hal ini tidak berarti bahwa performa atletik seseorang lagi 7.300 kalori. Pelepasan fosfat yang pertama mengubahempat kali lebih besar saat awal lonjakan daya dibandingkan ATP menjadi adenosin difosfat (ADP), dan pelepasan keduapenampilan 30 menit berikutnya, karena efisiensi untuk mengubah ADP menjadi adenosin monofosfat (AMP).mengubah keluaran daya otot menjadi performa atletiksering kali jauh lebih kecil saat aktivitas yang cepat Jumlah ATP dalam otot, meskipun pada atlet yangdibandingkan saat aktivitas yang kurang cepat tetapi lama. terlatih dengan baik, cukup untuk mempertahankan dayaJadi, kecepatan lari cepat 100 m hanya 1,75 kali lebih besar otot maksimal selama hanya sekitar 3 detik, mungkin cukupdaripada kecepatan lomba 30 menit, walaupun terdapat beda untuk setengah bagian lari cepat 50 m. Oleh karena itu,empat kali lipat pada kemampuan daya otot saat aktivitas kecuali untuk beberapa detik, penting bahwa ATP yangjangka pendek dibandingkan jangka panjang. baru terus-menerus dibentuk, bahkan selama performa dalam berbagai lomba atletik yang singkat. Gambar Penilaian lain penampilan otot adalah ketahanan. 84-1 menampilkan keseluruhan sistem metabolisme,Ketahanan, sebagian besar, bergantung kepada dukungan menggambarkan pemecahan ATP mula-mula menjadi ADPnutrisi terhadap otot-terutama kandungan glikogen1118

Bab 84 Fisiologi Olahraga I. Fosfokreatinin _ _ __. Kreatinin + P03 ATP Gambar 84-1 Sistem-sistem metabolisme penting, yang menyuplai energi untuk kontraksi otot. II. Glikogen ------~Asam laktat Energi untuk / t i \" ' kontraksi ~ff/ otot Ill. Glukosa } AMP Asam lemak + 0 2 ____._ C02 + H20 Asam amino + Ure um dan kemudian menjadi AMP, dengan pelepasan energi ke lalu diubah menjadi asam laktat. yang berdifusi keluar dari otot untuk kontraksi. Sisi sebelah kiri gambar menunjukkan sel otot masuk ke cairan interstisial dan darah. Oleh karena ketiga sistem metabolisme yang terus-menerus menyuplai itu, banyak glikogen otot berubah menjadi asam laktat, tetapi ATP dalam serat otot. dengan demikian, sejumlah besar ATP dibentuk sama sekali tanpa memakai oksigen. Sistem Fosfokreatin-Kreatin Karakteristik lain sistem glikogen-asam laktat adalah Fosfokreatin (juga disebut kreatin fosfat) adalah senyawa bahwa sistem ini dapat membentuk molekul ATP kira- kimia lain dengan ikatan fosfat berenergi tinggi, dengan kira 2,5 kali lebih cepat daripada mekanisme oksidatif rumus sebagai berikut. mitokondria. Oleh karena itu, bila sejumlah besar ATP dibutuhkan pada kontraksi otot untuk waktu singkat sampai Kreatinin - PO; sedang, mekanisme glikolisis anaerob ini dapat digunakan sebagai sumber energi yang cepat. Akan tetapi sistem ini, Senyawa ini dapat dipecah menjadi kreatin dan ionfosfat, hanya kira-kira setengah dari kecepatan sistem fosfagen. seperti yang ditunjukkan pada Gambar 84-1, dan dengan Dalam keadaan optimal, sistem glikogen-asam laktat dapat demikian melepaskan energi dalam jumlah besar.Sebenarnya, menyuplai aktivitas otot maksimal selama 1,3 sampai 1,6 ikatan fosfat berenergi tinggi pada fosfokreatin mempunyai menit di samping 8 sampai 10 detik yang disuplai oleh sistem energi yang lebih banyak daripada ikatan ATP, 10.300 kal/ fosfagen, walaupun dengan kekuatan otot yang lebih kecil. mo! dibandingkan dengan 7.300 pada ikatan ATP. Oleh karena itu, fosfokreatin dapat dengan mudah menyediakan Sistem Aerobik. Sistem aerobik adalah oksidasi bahan energi yang cukup untuk membentuk kembali ikatan fosfat makanan dalam mitokondria untuk menghasilkan energi. berenergi tinggi pada ATP. Selanjutnya, kebanyakan sel otot Artinya, seperti tampak pada sisi kiri Gambar 84-1, glukosa, mempunyai fosfokreatin dua sampai empat kali lebih banyak asam lemak, dan asam amino dari makanan-setelah daripada ATP. melalui beberapa proses antara-berikatan dengan oksigen untuk melepaskan sejumlah energi yang sangat besar yang Suatu ciri khusus penghantaran energi dari fosfokreatin digunakan untuk mengubah AMP dan ADP menjadi ATP, ke ATP adalah bahwa penghantaran tersebut terjadi dalam seperti yang dibahas di Bab 67. waktu yang sangat singkat. Oleh karena itu, semua energi yang tersimpan dalam fosfokreatin otot dengan segera Dalam membandingkan suplai energi dari mekanisme tersedia untuk kontraksi otot, seperti halnya energi yang aerobik ini dengan suplai energi yang dihasilkan dari tersimpan dalam ATP. sistem glikogen-asam laktat dan sistem fosfagen, kecepatan maksimal relatifpembentukan daya, dalam ha! pembentukan Gabungan ATP sel dan fosfokreatin sel disebut sistem ATP per mo! adalah sebagai berikut. energifosfagen . Keduanya bersama-sama dapat menyediakan daya otot maksimal selama 8 sampai 10 detik, hampir cukup Mol ATP/menit untuk lari 100 m. Jadi, energi dari sistem fosfagen digunakan untuk letupan-letupan singkat tenaga otot maksimal. Sistem Glikogen-Asam Laktat. Glikogen yang tersimpan Sistem fosfagen 4 dalam otot dapat dipecah menjadi glukosa dan glukosa Sistem glikogen-asam laktat 2,5 tersebut kemudian digunakan untuk energi. Tahap awal Sistem aerobik 1 dari proses ini, disebut glikolisis, terjadi tanpa penggunaan oksigen dan, oleh karena itu, disebut metabolisme anaerobik Bila membandingkan berbagai sistem yang sama tersebut (lihat Bab 67). Selama glikolisis, setiap molekul glukosa untuk ketahanan, nilai relatifnya adalah sebagai berikut. dipecah menjadi dua molekul asam piruvat, dan energi dilepaskan untuk membentuk empat molekul ATP untuk Waktu setiap molekul glukosa asal, seperti yang dijelaskan di Babr 67. Biasanya, asam piruvat kemudian masuk ke mitokondria Sistem fosfagen 8-10 detik sel otot dan bereaksi dengan oksigen untuk membentuk Sistem glikogen-asam laktat 1,3-1,6 menit lebih banyak molekul ATP lagi. Akan tetapi, bila tidak Sistem aerobik Waktu tak terbatas (selama terdapat cukup oksigen untuk tahap kedua metabolisme masih ada bahan makanan) glukosa (tahap oksidatif) ini, sebagian besar asam piruvat 1119

Unit XV Fisiologi Olahraga Penyusunan kembali sistem asam laktat terutama berarti pelepasan kelebihan asam laktat yang telah terkumpulTabel 84-1 Sistem Energi yang Digunakan dalam Berbagai Jenis dalam semua cairan tubuh. Hal ini sangat penting karenaOlah raga asam laktat menyebabkan kelelahan yang sangat hebat. Bila tersedia jumlah energi yang adekuat dari metabolisme Sistem Fosfagen, Hampir Seluruhnya oksidatif, pelepasan asam laktat dicapai melalui dua cara: (1) sebagian kecil asam laktat diubah kembali menjadi asam Berlari cepat 100 m piruvat dan kemudian dimetabolisme secara oksidatif oleh Melompat seluruh jaringan tubuh. (2) Sisa asam laktat diubah kembali Angkat berat menjadi glukosa terutama di hati, dan glukosa selanjutnya Menyelam digunakan untuk melengkapi simpanan glikogen otot. Lari cepat dalam football Pemulihan Sistem Aerobik Setelah Kerja Fisik. Meskipun Baseball triple pada tahap-tahap awal kerja fisik berat, sebagian dari kemampuan energi aerobik seseorang berkurang. Keadaan Sistem Fosfagen dan Sistem Glikogen-Asam Laktat ini disebabkan oleh dua efek: (1) yang disebut utang oksigen dan (2) pengurangan cadangan glikogen otot. Lari cepat 200 m Bola basket Utang Oksigen. Tubuh normalnya mengandung kira- Lari cepat pada permainan hoki kira 2 L oksigen cadangan yang dapat digunakan untuk Sistem glikogen-asam laktat, terutama metabolisme aerobik meskipun tanpa menghirup oksigen Lari cepat 400 m baru. Cadangan oksigen terdiri atas: (1) 0,5 L dalam udara Renang 100 m paru-paru, (2) 0,25 L larut dalam cairan tubuh, (3) 1 L Tennis berikatan dengan hemoglobin darah, dan (4) 0,3 L tersimpan Sepak bola dalam serat otot, berikatan terutama dengan mioglobin, suatu bahan kimia pengikat-oksigen yang serupa dengan Sistem Glikogen-Asam Laktat dan Aerobik hemoglobin. Lari cepat 800 m Pada kerja fisik yang berat, hampir semua cadangan Renang 200 m oksigen ini digunakan dalam waktu sekitar satu menit untuk metabolisme aerobik. Kemudian, setelah kerja fisik selesai, Skating 1.500 meter cadangan oksigen ini harus dilengkapi kembali dengan menghirup sejumlah tambahan oksigen melebihi kebutuhan Tinju normal. Di samping itu, sekitar 9 L oksigen lagi harus Mendayung 2.000 m dikonsumsi untuk memenuhi penyusunan kembali sistem Laril .500 m fosfagen maupun sistem asam laktat. Semua tambahan Lari 1 mil oksigen ini yang harus \"dibayar kembali'; kira-kira 11,5 liter, Renang 400 m disebut utang oksigen. Sistem Aerobik Gambar 84-2 menunjukkan prinsip utang oksigen. Selama 4 menit pertama pada gambar, seseorang bekerja berat, dan Skating 10.000 m kecepatan ambilan oksigen meningkat lebih dari 15 kali. Cross-country skiing Kemudian, meskipun setelah kerja fisik selesai, ambilan Lari maraton (26,2 mil, 42,2 km) ·zc:- Jogging 5Cl) E Jadi, dengan mudah tampak bahwa sistem fosfagen adalah sistem yang digunakan oleh otot untuk letupan-letupan ~ daya selama beberapa detik, dan sistem aerobik diperlukan c: 4 untuk aktivitas atletik yang lama. Di antara keduanya Cl) adalah sistem glikogen-asam laktat, yang terutama penting untuk memberikan tenaga tambahan selama perlombaan ·Cu;l menengah seperti lari 200 sampai 800 m. .II: 3 Olahraga jenis Apa Menggunakan Sistem Energi yang 0 Mana? Dengan mempertimbangkan kegiatan suatu aktivitas olahraga dan lamanya, dapat diperkirakan dengan c: hampir tepat sistem energi mana yang dipergunakan untuk :.!c!! 2 setiap aktivitas. Berbagai perkiraan ditampilkan pada Tabel .II: Utang oksigen alaktasid =3,5 L 84-1. Eca ~ Utang oksigen asam laktat = 8 L Pemulihan Sistem Metabolisme Otot Setelah Kerja .ccc..aa:. 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 Fisik. Seperti halnya energi dari fosfokreatin dapat Q. ca digunakan untuk menyusun kembali ATP, energi dari sistem glikogen-asam laktat dapat digunakan untuk menyusun \"l:' kembali baik fosfokreatin maupun ATP. Kemudian energi dan metabolisme oksidatif sistem aerobik dapat digunakan Cl) untuk menyusun kembali semua sistem yang lain-ATP, ~ fosfokreatin, clan sistem glikogen-asam laktat. Cl) 41120 0(,) Cl) ~0 Gambar 84-2 Kecepatan ambilan oksigen oleh paru-paru selama kerja fisik maksimal selama 4 menit dan kemudian selama sekitar 40 menit setelah kerja fisik selesai. Gambar menunjukkan prinsip utang oksigen.

oksigen masih tetap di atas normal, pada awalnya sangat Bab 84 Fisiologi Olahraga tinggi sementara tubuh menyusun kembali sistem fosfagen dan membayar kembali bagian cadangan oksigen dari otot hampir habis seluruhnya dan hampir tidak lagi dapat utang oksigen, dan kemudian selama 40 menit berikutnya menimbulkan kontraksi otot. Sebaliknya, otot sekarang dengan kecepatan yang lebih rendah saat tubuh membuang bergantung pada energi dari sumber lain, terutama lemak. asam laktat. Bagian awal dari utang oksigen disebut utang oksigen alaktasid dan jumlahnya kira-kira 3,5 L. Bagian yang Gambar 84-4 menunjukkan perkiraan penggunaan selanjutnya disebut utang oksigen asam laktat dan berjumlah relatif karbohidrat dan lemak sebagai energi selama kerja sampai sekitar 8 L. fisik melelahkan yang lama pada tiga kondisi diet: diet tinggi-karbohidrat, diet campuran, dan diet tinggi-lemak. Pemulihan Glikogen Otot. Pemulihan pengurangan Perhatikan bahwa sebagian besar energi diperoleh dan glikogen otot akibat kelelahan bukan merupakan masalah karhohidrat selama beberapa detik atau menit pertama kerja yang sederhana. Sering membutuhkan waktu berhari- fisik, tetapi saat timbul kelelahan, sebanyak 60 sampai 85 hari, bukan beberapa detik, menit, maupun jam seperti persen energi diperoleh dari lemak, bukan dari karbohidrat. yang dibutuhkan untuk pemulihan sistem metabolisme fosfagen dan asam laktat. Gambar 84-3 menunjukkan proses Tidak semua energi dari karbohidrat berasal dari pemulihan ini yang terjadi dalam tiga keadaan: pertama, simpanan glikogen otot. Kenyataannya, hampir sejumlah pada orang dengan diet tinggi-karbohidrat; kedua pada glikogen yang sama disimpan di hati seperti halnya di otot, orang dengan diet tinggi-lemak tinggi-protein; dan ketiga, dan dapat dilepaskan ke dalam darah dalam bentuk glukosa, pada orang yang tidak makan. Perhatikan bahwa pada diet untuk kemudian diambil oleh otot sebagai sumber energi. tinggi-karbohidrat, pemulihan sempurna terjadi kira-kira Di samping itu, larutan glukosa yang diberikan pada atlet dalam 2 hari. Sebaliknya, pada orang diet tinggi-lemak untuk diminum selama berlangsungnya perlombaan atletik tinggi- protein atau tidak makan sama sekali menunjukkan dapat menyuplai sejumlah 30 sampai 40 persen energi pemulihan yang sangat sedikit bahkan setelah 5 hari. Pesan yang dibutuhkan selama perlombaan yang lama seperti lari yang ingin disampaikan dari perbandingan ini adalah (1) maraton. bahwa penting bagi seorang atlet untuk menjalani diet tinggi- karbohidrat sebelum mengikuti perlombaan atletik yang Oleh karena itu, jika tersedia glikogen otot dan glukosa sangat melelahkan dan (2) tidak berpartisipasi dalam kerja darah, keduanya merupakan pilihan bahan energi untuk fisik yang melelahkan selama 48 jam sebelum perlombaan. aktivitas otot yang hebat. Walaupun demikian, dalam perlombaan ketahanan jangka panjang, dapat diharapkan Zat Gizi yang Digunakan Selama Aktivitas Otot lemak memasok lebih dari 50 persen kebutuhan energi Selain pemakaian karbohidrat dalam jumlah besar selama setelah kira-kira 3 sampai 4 jam pertama. kerja fisik, terutama selama tahap awal kerja fisik, otot menggunakan sejumlah besar lemak sebagai energi dalam Pengaruh Latihan Atletik pada Otot dan Kinerja Otot Pentingnya Latihan Daya Tahan Maksimal. Salah satu bentuk asam lemak dan asam asetoasetat (lihat Bab 68) dan otot menggunakan, dalam jumlah jauh lebih sedikit, protein prinsip utama perkembangan otot selama latihan atletik dalam bentuk asam amino. Kenyataannya, sekalipun dalam adalah sebagai berikut: Otot yang bekerja tanpa beban, kondisi terbaik, pada perlombaan atletik ketahanan yang walaupun dilatih berjam-jam, kekuatannya hanya sedikit berlangsung lebih dari 4 sampai 5 jam, cadangan glikogen meningkat. Di sisi lain, kekuatan otot yang berkontraksi lebih dari 50 persen gaya maksimal kontraksi akan berkembang dengan cepat meskipun ketika kontraksi hanya dilakukan beberapa kali sehari. Dengan menggunakan prinsip ini, percobaan memperbesar otot menunjukkan bahwa enam kontraksi otot yang mendekati maksimal, yang dilakukan c: QI 100 0 c: .I.l.l. QI aQI. Ill Kerja fisik Qjs~ se,...l..a,._m__,a 2jam E a. ..ta0 0 10 20 30 40 50 75 25 E Waktu pemulihan (jam) - iUsCl 24 \"C ta.II: .t.a.. iU :.s2:: 50 \"C 00 20 50 .II: ..D... ta0 ta Ec: 16 .II: ~ c: 25QI ·ata; c:Cl 75 ·taa;0 .II:~ 12 taCi .II: E tac: 8 E QIta QI 0 10011.cC:l 4 Q. 0 102040 24 23 4:::s\"cC:ta , Detik Men it Jam 0~ +I Lamanya kerja fisik 5 hariGambar 84-3 Pengaruh diet terhadap kecepatan peng1s1an Gambar 84-4 Efek lamanya kerja fisik dan jenis diet terhadapkembali glikogen otot setelah kerja fisik yang lama. (Digambar persentase relatif pemakaian karbohidrat atau lemak yangulang dan Fox EL: Sports Physiology. Philadelphia: Saunders College digunakan sebagai energi oleh otot. (Didasarkan sebagian padaPublishing, 1979.} data Fox EL: Sports Physiology. Philadelphia: Saunders College Publishing, 1979.} 1121

Unit XV Fisio/ogi Olahraga Lamanya latihan fisik (minggu) dalam tiga set 3 hari seminggu menimbulkan peningkatan Gambar 84-5 Perkiraan efek latihan beban yang optima l pada kekuatan otot yang optimal, tanpa mengakibatkan kelelahan peningkatan kekuatan otot sela ma masa lati han 10 minggu. otot yang kronis. sangat singkat oleh serat berkedut-cepat dua kali lebih Kurva bagian atas pada Gambar 84-5 menunjukkan besar daripada serat berkedut-lambat. perkiraan persentase peningkatan kekuatan yang dapat 3. Serat berkedut-lambat terutama dibentuk untuk dicapai oleh seorang dewasa muda yang sebelumnya tidak ketahanan, khususnya untuk pembentukan energi terlatih dengan program latihan beban ini, memperlihatkan aerobik. Serat ini memiliki mitokondria yang jauh bahwa kekuatan otot meningkat kira-kira 30 persen dalam lebih banyak daripada serat berkedut-cepat. Selai n itu, 6 sampai 8 minggu pertama tetapi setelah itu hampir serat berkedut-lambat mengandung jauh lebih banyak mendatar. Bersamaan dengan peningkatan kekuatan ini, mioglobin, suatu protein menyerupai hemoglobin yang didapatkan perkiraan peningkatan persentase massa otot berikatan dengan oksigen dalam serat otot; mioglobin yang sebanding, yang disebut hipertrofi otot. tambahan ini meningkatkan kecepatan difusi oksigen di seluruh serat dengan mengangkut oksigen bolak- balik Pada usia tua, banyak orang menjadi sangat kurang dari satu molekul mioglobin ke molekul mioglobin yang bergerak, sehingga otot-ototnya menjadi sangat atrofis. Pada lain. Di samping itu, enzim sistem metabolisme aerobik keadaan ini, latihan otot sering meningkatkan kekuatan otot jauh lebih aktif pada serat berkedut-lambat daripada pada lebih dari 100 persen. serat berkedut-cepat. 4. jumlah kapiler di seluruh serat berkedut-lambat lebih Hipertrofi Otot. Ukuran rata-rata otot seseorang banyak daripada di seluruh serat berkedut-cepat. terutama ditentukan oleh hereditas ditambah kadar sekresi testosteron, yang pada laki-laki, akan menyebabkan Kesimpulannya, serat berkedut-cepat dapat menyalurkan otot yang lebih besar daripada perempuan. Akan tetapi, tenaga yang sangat besar selama beberapa detik sampai sekitar dengan latihan, otot dapat mengalami hipertrofi, mungkin satu menit. Sebaliknya, serat berkedut-lambat menyiapkan bertambah sebanyak 30 sampai 60 persen. Kebanyakan daya tahan, memberikan kekuatan kontraksi yang lebih lama, hipertrofi ini lebih disebabkan oleh peningkatan diameter lebih dari beberapa menit sampai berjam-jam. serat otot daripada oleh peningkatan jumlah serat. Namun, beberapa serat otot yang sangat membesar diyakini terbelah Perbedaan Herediter antara Serat Otot Berkedut-Cepat di sepanjang garis tengah, untuk membentuk serat-serat dengan Serat Otot Berkedut-Lambat pada Atlet. Sebagian yang seluruhnya baru, sehingga agak meningkatkan jumlah orang mempunyai jauh lebih banyak serat berkedut-cepat serat. daripada serat berkedut-lambat, dan yang lain memiliki lebih banyak serat berkedut-lambat; ha! ini sampai batas tertentu Perubahan- perubahan yang terjadi dalam serat otot yang dapat menentukan kemampuan atletik tiap individu. Latihan hipertrofi itu meliputi (1) peningkatan jumlah miofibril, atletik tidak terbukti dapat mengubah proporsi relatif sebanding dengan derajat hipertrofi; (2) peningkatan enzim- serat berkedut-cepat dan berkedut-lambat seberapapun enzim mitokondria sampai 120 persen; (3) peningkatan seorang atlet berkeinginan untuk mengembangkan satu komponen sistem metabolisme fosfagen sebanyak 60 sampai jenis kecakapan atletik melebihi yang lainnya. Sebaliknya, 80 persen, termasuk ATP dan fosfokreatin; (4) peningkatan keadaan ini hampir seluruhnya ditentukan oleh warisan cadangan glikogen sebanyak 50 persen; dan (5) peningkatan genetik, yang selanjutnya membantu menentukan jenis cadangan trigliserida (lemak) sebanyak 75 sampai 100 atletik apa yang paling sesuai untuk masing-masing orang: persen. Akibat semua perubahan ini, kemampuan sistem sebagian orang tampaknya dilahirkan sebagai pelari maraton, metabolik aerob maupun anaerob meningkat, terutama yang lain dilahirkan sebagai pelari cepat dan pelompat. meningkatkan kecepatan oksidasi maksimum dan efisiensi Contohnya, berikut ini rekaman persentase serat berkedut- sistem metabolisme oksidatif sebanyak 45 persen. cepat terhadap berkedut-lambat pada otot kuadriseps pada berbagai tipe atlet. Serat Otot Berkedut-Cepat dan Berkedut-Lambat. Pada manusia, semua otot mempunyai persentase yang bervariasi antara serat otot yang berkedut-cepat dan serat otot yang berkedut-lambat. Contohnya, otot gastroknemius memiliki lebih banyak jumlah serat berkedut-cepat, yang memberi kemampuan untuk melakukan jenis kontraksi yang sangat kuat dan cepat seperti waktu melompat. Sebaliknya, otot soleus mempunyai lebih banyak serat berkedut lambat sehingga lebih banyak digunakan untuk aktivitas otot tungkai bawah yang lama. Perbedaan dasar antara serat kedutan cepat dengan kedutan lambat adalah sebagai berikut. 1. Serat berkedut-cepat berdiameter dua kali lebih besar. 2. Enzim yang meningkatkan pelepasan energi dengan cepat dari sistem energi fosfagen dan glikogen-asam laktat pada serat berkedut-cepat adalah dua sampai tiga kali lebih aktif daripada serat berkedut-lambat, sehingga membuat daya maksimal yang dapat dicapai dalam waktu1122

Bab 84 Fisiologi OlahragaPelari maraton Berkedut-Cepat Berkedut-Lambat Ventilasi paru pada kerja maksimal L/menitPerenang Kapasitas pernapasan maksimalLaki-laki rata-rata 18 82 100-110Atlet angkat berat 26 74 150-170Pelari cepat 55 45Pelompat 55 45 Jadi, kapasitas pernapasan maksimum adalah sekitar 50 63 37 persen lebih besar daripada ventilasi paru yang sesungguhnya 63 37 selama kerja maksimal. Hal ini menjadi unsur keamanan bagi atlet, memberi ventilasi tambahan yang dapat digunakanPernapasan dalam Kerja Fisik pada kondisi seperti (1) kerja fisik di tempat tinggi, (2) kerja fisik pada kondisi yang sangat panas, clan (3) kelainan sistemWalaupun kemampuan pernapasan seseorang relatif tidak pernapasan.banyak berarti dalam performa atletik Jomba lari cepat,kemampuan pernapasan merupakan ha! yang penting untuk Hal yang penting adalah bahwa sistem pernapasanperforma maksimal pada jenis atletik ketahanan. secara normal bukanlah faktor pembatas utama dalam pengiriman oksigen ke otot selama metabolisme aerob otot Konsumsi Oksigen dan Ventilasi Paru pada Kerja Fisik. yang maksimal. Kita akan melihat secara singkat bahwaKonsumsi oksigeri normal pada laki-laki dewasa muda kemampuan jantung memompa darah ke otot qiasanyasewaktu istirahat adalah sekitar 250 ml/ menit. Akan tetapi, merupakan faktor pembatas yang Jebih besar.pada keadaan-keadaan maksimal, dapat ditingkatkan sampaisekitar nilai rata-rata berikut ini. Efek Latihan terhadap Vo2 Maks. Singkatan kecepatan pemakai~n oksigen dalam metabolisme aerob maksimumRata-rata laki-laki tidak terlatih ml/menitRata-rata laki-laki terlatih adalah Vo2 Maks. Gambar 84-7. memperlihatkan efekPelari maraton laki-laki 3.600 progresif latihan atletik terhadap Vo Maks yang direkam 4.000 5.100 2 Gambar 84-6 menunjukkan hubungan antara konsumsi dalam sekelompok subjek, dimulai dari tingkat tanpa latihanoksigen dan ventilasi paru total pada berbagai derajat kerjafisik. Jelas diperlihatkan dalam gambar ini, seperti yang dan kemudian meningkat ke program latihan selama 7 sampaidiharapkan, bahwa terdapat hubungan yang linier. Baikkonsumsi oksigen maupun ventilasi paru total meningkat ~3 minggu. Dalam penelitian ini, sangat mengejutkan bahwasekitar 20 kali antara keadaan istirahat dan keadaan kerjadengan intensitas maksimal pada atlet yang terlatih dengan Vo2 Maks meningkat hanya sekitar 10 persen. Lebih jauhbaik. lagi, frekuensi latihan, apakah dua kali atau lima kali dal~m Batas Ventilasi Paru. Seberapa berat stres yang diberikan seminggu, hanya sedikit berpengaruh pada peningkatan Vo2pada sistem pernapasan kita selama kerja? Pertanyaan fytaks . Namun, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya,ini dapat dijawab dengan perbandingan berikut ini untukseorang laki-laki dewasa muda normal. '(o2 Maks pelari maraton kira-kira 45 pe~sen lebih besar dari Vo2 orang yang tidak berlatih. Sebagian Vo2 Maks yang Jebih besar ini mungkin ditentukan secara genetik; yaitu, orang yang memiliki ukuran dada Jebih besar berkaitan dengan ukuran tubuh clan otot pernapasan yang lebih kuat, memilih untuk menjadi pelari maraton. Akan tetapi, sai;gat rr!ungkin bahwa latihan bertahun-tahun meningkatkan Vo Maks jauh 2 lebih besar dari 10 persen yang terekam dalam latihan jangka pendek seperti pada Gambar 84-7. Kapasitas Difusi Oksigen pada Atlet. Kapasitas difusi oksigen adalah suatu ukuran kecepatan difusi oksigen dari alveoli paru ke dalam darah. Ukuran ini dinyatakan dengan mililiter oksigen yang akan berdifusi setiap menit untuk 120-~ 110 ·. 3,8'2 Q) Kerja fisik be rat E' 3,6 ••E 100 •... •~ 1,0 2,0 3,0 4,0 cg 80 Konsumsi 0 2 (Umenit) Frekuensi latihang Q)·u; 60 ... =5 hari/minggu ~E 3,4 • =4 hari/minggu~ 40 tn • = 2 hari/mingguE ~ Q) 3 ,2 ::> 20 • .9\"' 3,0 0 0 2,8 0 2 4 6 8 10 12 14Gambar 84-6 Pengaruh kerja fisik terhadap konsumsi oksigen Lamanya latihan (minggu)dan kecepatan ventilasi (Digambar ulang dari Gray JS: PulmonaryVentilation and Its Physiological Regulation. Springfield, IL, Charles Gambar 84-7 Peningkatan Vo Maks selama 7 sampai 13 mingguCThomas, 1950.) 2 latihan atletik. (Digambar ulang dan Fox EL: Sports Physiology. Philadelphia:Saunders College Publishing, 1979.) 1123

Unit XV Fisiologi Olahragasetiap perbedaan satu mm Hg antara tekanan parsial Efek Merokok pada Ventilasi Pulmonal dalam Kerjaoksigen alveolar dan tekanan oksigen darah paru. Berarti, Fisik. Secara luas telah diketahui bahwa merokok dapatjika tekanan parsial oksigen dalam alveoli adalah 91 mm Hg mengurangi \"napas\" atlet. Hal ini benar dengan berbagaidan tekanan oksigen dalam darah adalah 90 mm Hg, jumlah alasan. Pertama, salah satu efek nikotin adalah konstriksioksigen yang berdifusi melalui membran respirasi tiap menit bronkiolus terminal paru-paru, yang meningkatkan tahanansebanding dengan kapasitas difusi. Berikut ini adalah nilai aliran udara ke dalam dan ke luar paru-paru. Kedua, efekyang terukur untuk berbagai kapasitas difusi. iritasi asap rokok itu sendiri menyebabkan peningkatan sekresi cairan ke dalam cabang-cabang bronkus, jugaBukan atlet pada istirahat ml/menit pembengkakan lapisan epitel. Ketiga, nikotin melumpuhkanBukan atlet selama kerja maksimal silia pada permukaan sel epitel pernapasan yang normalnyaSkater cepat selama kerja maksimal 23 terus bergerak untuk memindahkan kelebihan cairan danPerenang selama kerja maksimal partikel asing dari saluran pernapasan. Akibatnya, lebihPendayung selama kerja maksimal 48 banyak debris terakumulasi di jalan napas dan menambah kesulitan bernapas. Berdasarkan semua faktor ini, bahkan 64 perokok ringan sekalipun sering merasakan adanya beban 71 pernapasan selama kerja maksimal, dan tingkat kinerjanya 80 dapat berkurang. Fakta yang paling mengejutkan tentang hasil ini adalah Efek yang lebih hebat lagi adalah pengaruh merokokpeningkatan kapasitas difusi beberapa kali lipat antara kronis. Tidak banyak perokok kronis yang tidak menderitakeadaan istirahat dan keadaan kerja maksimum. Hasil ini beberapa tingkat emfisema. Pada penyakit ini, terjadi ha!terutama berasal dari fakta bahwa aliran darah melalui berikut: (1) bronkitis kronis, (2) obstruksi sebagian besarbanyak kapiler pulmonal mengalir sangat lambat atau bronkioli terminalis, clan (3) destruksi sebagian besarbahkan terhenti pada keadaan istirahat, sedangkan pada dinding alveolus. Pada emfisema berat, empat perlimakerja maksimal, peningkatan aliran darah melalui paru membran respiratorik dapat rusak; bahkan kerja yang palingmenyebabkan semua kapiler pulmonal terdifusi maksimal, ringan sekalipun dapat mengakibatkan gawat pernapasan.sehingga tersedia daerah permukaan yang jauh lebih besar Sesungguhnya, kebanyakan pasien seperti itu bahkantempat oksigen dapat berdifusi ke dalam kapiler pulmonal. tidak dapat melakukan kegiatan sederhana seperti berjalan mengelilingi sebuah ruangan tanpa terengah-engah. Juga jelas dari nilai-nilai ini bahwa atlet yang memerlukanlebih banyak oksigen per menit memiliki kapasitas difusi Sistem Kardiovaskular dalam Kerja Fisiklebih tinggi. Apakah ha! tersebut terjadi karena orang yangsecara alami memiliki kapasitas difusi lebih besar memilih Aliran Darah Otot. Fungsi utama kardiovaskular dalamjenis olahraga ini, atau apakah karena sesuatu ha! yang kerja fisik adalah mengangkut oksigen clan nutrisi bahanmenyangkut prosedur latihan meningkatkan kapasitas yang dibutuhkan ke otot-otot yang sedang bekerja. Untukdifusi? Jawabannya belum diketahui, tapi sangat mungkin keperluan ini, aliran darah otot meningkat secara drastisbahwa latihan, terutama latihan jenis ketahanan, memang selama kerja fisik . Gambar 84-8 memperlihatkan rekamanberperan penting. aliran darah otot pada betis seseorang untuk periode 6 menit selama kontraksi intermiten yang cukup kuat. Perhatikan Gas Darah Selama Kerja Fisik. Oleh karena besarnyapenggunaan oksigen oleh otot selama kerja fisik, dapat 40 IKerja fisik beriramadiduga bahwa tekanan oksigen darah arteri menurun sangat z-tajam selama kegiatan atletik berat clan tekanan karbon '2dioksida dalam darah vena meningkat jauh di atas normal.Akan tetapi, biasanya tidak demikian halnya. Nilai keduanya Cltetap mendekati normal, menunjukkan kemampuan ekstremsistem pernapasan untuk menyediakan aerasi darah yang Eadekuat walaupun selama kerja berat. ::J E Hal tersebut memperlihatkan ha! penting lain: Gas-gas darah tidak selalu harus menjadi abnormal karena 0rangsangan pada pernapasan selama kerja. Sebaliknya, 0pernapasan terutama dirangsang oleh mekanismeneurogenik selama kerja, seperti yang dibahas di Bab 41. :.s:c:. 20Sebagian rangsangan ini disebabkan oleh rangsanganlangsung pusat pernapasan oleh sinyal saraf yang sama, yang .f,!,dihantarkan dari otak ke otot-otot untuk membangkitkankerja fisik. Selain itu, diduga disebabkan oleh sinyal sensorik \"Oyang dihantarkan ke pusat pernapasan dari otot-otot yangberkontraksi dan sendi yang bergerak. Semua rangsang c:tambahan dari saraf pada pernapasan ini normalnya cukupuntuk menghasilkan peningkatan ventilasi pulmonal yang .~hampir tepat yang diperlukan untuk mempertahankangas-gas pernapasan dalam darah-oksigen dan karbon <dioksida-sangat mendekati normal. 0 10 16 18 Menit Gambar 84-8 Pengaruh kerja otot terhadap aliran darah di dalam betis satu tungkai selama kontraksi ritmis yang kuat. Aliran darah jauh berkurang selama kontraksi dari pada di saat antara kontraksi. (Digambar ulang dan Bacroft H, Dornhorst AC: Blood flow through human calfduring rhythmic exercise.). Physiol 109:402, 1949.)11 24

Bab 84 Fisiologi Olahragabahwa bukan hanya aliran yang sangat meningkat-kira- satu dengan lainnya secara langsung, seperti diperlihatkankira 13 kali lipat-tetapi, juga penurunan aliran selama oleh fungsi linear, karena curah kerja otot meningkatkantiap kontraksi otot. Dua ha! dapat diperoleh dari penelitian konsumsi oksigen, dan selanjutnya peningkatan konsumsiini: (1) Proses kontraksi aktual itu sendiri secara temperer oksigen akan melebarkan pembuluh darah otot, sehinggamenurunkan aliran darah otot untuk sementara karena meningkatkan aliran balik vena dan curah jantung. Curahotot rangka yang berkontraksi memeras pembuluh darah jantung yang khas pada beberapa tingkat kerja fisik adalahintramuskular; oleh karena itu, kontraksi otot tonik yang sebagai berikut.kuat dapat dengan cepat menyebabkan kelelahan otot akibatberkurangnya pengangkutan oksigen dan nutrisi yang cukup Umenitselama kontraksi yang terus-menerus. (2) Aliran darah keotot selama latihan sangat meningkat. Perbandingan berikut Curah jantung pada laki-laki muda yang istirahat 5,5ini menunjukkan kenaikan aliran darah maksimum yang Curah jantung maksimal selama kerja fisik pada 23dapat terjadi pada atlet yang terlatih dengan baik. 30 laki-laki muda tidak terlatih Curah jantung maksimal selama kerja fisik pada laki-laki pelari maraton rata-rata ml/100 g Otot/menit Aliran darah istirahat 3,6 Jadi, orang normal yang tidak terlatih dapat meningkatkan Aliran darah selama kerja maksimal 90 curah jantung sedikit di atas empat kali lipat, dan atlet yang terlatih baik dapat meningkatkan curah jantung sekitar enam Jadi, aliran darah otot dapat meningkat maksimum kira- kali lipat. (Seorang pelari maraton telah terbia.sa dengankira 25 kali lipat selama kerja sangat berat. Hampir separuh curah jantung sebesar 35 sampai 40 L/menit, tujuh sampaidari kenaikan aliran ini merupakan akibat vasodilatasi delapan kali nilai curah istirahat normal.)intramuskular yang disebabkan oleh pengaruh langsungkenaikan metabolisme otot, seperti yang telah dijelaskan Efek Kerja Fisik terhadap Hipertrofi Jantung dan Curahdi Bab 21. Sebagian besar penyebab kenaikan lainnya jantung. Dari data sebelumnya, jelas bahwa pelari maratondisebabkan oleh banyak faktor, yang paling penting mungkin dapat mencapai curah jantung maksimum sekitar 40 persenkenaikan tekanan darah arteri dalam tingkat sedang yang lebih besar daripada yang dicapai oleh orang yang tidakterjadi selama kerja, biasanya naik kira-kira 30 persen. terlatih. Hal ini terutama disebabkan oleh fakta bahwaKenaikan tekanan bukan saja memaksa lebih banyak darah ruang jantung pelari maraton membesar kira-kira 40 persen;melalui pembuluh darah, tetapi juga meregangkan dinding bersama dengan pembesaran ruang tersebut, massa jantungarteriol dan lebih lanjut menurunkan tahanan vaskular. pun meningkat 40 persen atau lebih. Oleh karena itu, bukanOleh karena itu, kenaikan tekanan darah·sebanyak 30 persen hanya otot rangka saja yang mengalami hipertrofi selamasering dapat meningkatkan aliran darah, lebih dari sekedar latihan atletik, tetapi juga jantung. Akan tetapi, pembesaranmenggandakan; ha! ini akan menambah kenaikan aliran yang jantung dan kenaikan kapasitas pompa hampir seluruhnyabesar yang telah disebabkan oleh vasodilatasi metabolik, terjadi pada olahraga atletik jenis ketahanan, bukan padapaling sedikit dua kali lipat lagi. jenis lari cepat olahraga atletik. Curah Kerja, Konsumsi Oksigen, dan Curah Jantung Walaupun jantung pelari maraton lebih besar daripadaSelama Kerja. Gambar 84-9 menunjukkan hubungan antara orang normal, curah jantung pelari maraton selama istirahatcurah kerja, konsumsi oksigen, dan curah jantung selama hampir tepat sama dengan orang normal. Akan tetapi, curahlatihan. Tidaklah mengejutkan bahwa semua ini berhubungan jantung yang normal ini dicapai dengan isi sekuncup jantung yang besar dengan frekuensi denyut jantung yang menurun. Tabel 84-2 membandingkan isi sekuncup dengan frekuensi denyut jantung pada orang tidak terlatih dan pada pelari maraton....... 35 • Z' '2.gN Ec:' 30 15 Cll :5Cll E 25 r.\V>(\" 4 ~'2 -;;; 20 o,e'f-\"'''~O' .,. .. c: Tabel 84-2 Perbandingan Fungsi jantung antara Pelari Maraton r-.\(\" • ....... 3 Cll dengan yang Bukan AtletCll .ac: 0,'3' .... OI~ 10 c: 15 . ....~-a.'r-.~-a.r>\"11_\)r-.CJJ • J '·'o'\"f'-\"~'~Q..,e-r> c,V> ....ior-\"..'.\.)'f.'C'\"' 'iiiOc:I Ill .~ ~c:I 5 .~10 20.~ Ill 'iii lsi sekuncup Frekuensi Denyut :I 5 E (ml) jantung (denyut/menit) 0Ill Jr'- ::I~ 0Cll ~ Icl:l lstirahat'O 0 Bukan atlet 0 Atlet maraton 0~ Maksimum Bukan atlet.E 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 Atlet maraton 75 75 Curah jantung selama kerja fisik (kg-meter/menit) 105 soGambar 84-9 Hubungan antara curah jantung dan curah kerja 110 195(garis lurus) dan antara konsumsi oksigen dan curah kerja (garis 162 185putus-putus) selama berbagai tingkat kerja fisik. (Digambar ulangdari Guyton AC, Jones CE, Coleman TB: Circulatory Physiology:Cardiac Output and Its Regulation. Philadelphia:W.B. Saunders Co,1973.) 1125

Unit XV Fisiologi Olahraga 190 Jadi, efektivitas pompa jantung dan tiap denyut jantung ~ ..170 ec:n adalah 40 sampai 50 persen lebih besar pada atlet yang sangat :::J terlatih daripada orang yang tidak terlatih, tetapi terdapat 1c: 1 65 penurunan frekuensi denyut jantung pada saat istirahat. 150 c: Q) .!!!. Peran lsi Sekuncup jant ung dan Frekuensi Denyut \"C jantung dalam Meningkatkan Curah j antung. Gambar 130 'S 84-10 menunj ukkan perkiraan perubahan isi sekuncup .s:::::: 150 >c: jantung dan frekuensi denyut jantung sewaktu curah jantung meningkat dari tingkat istirahat kira-kira 5,5 L/menit menjadi c. 11 0 Q) 30 L/menit pada pelari maraton. Isi sekuncup jantung ~ 135 \"C meningkat dari 105 menjadi 162 ml, suatu kenaikan sekitar c: 50 persen, sedangkan frekuensi denyut jantung meningkat 90 'iii dari 50 menjadi 185 denyut/menit, suatu kenaikan sebesar :::J c: 270 persen. Oleh karena itu, kenaikan curah jantung akan Q) memberi proporsi kenaikan frekuensi denyut jantung .,,~ lebih besar daripada kenaikan isi sekuncup jantung selama :::J latihan yang berat. Isi sekuncup jantung biasanya mencapai Q) 120 70 ~ keadaan maksimum pada saat curah jantung baru meningkat setengah dari keadaan maksimumnya. Peningkatan curah :Qi 50 u.Q...). jantung yang lebih lanjut akan terjadi dengan meningkatkan frekuensi denyut jantung. 105 Hubungan Kinerja Kardiovaskular dengan Vo2 0 10 15 20 25 30 Maks. Selama kerja maksimal. baik frekuensi denyut Frekuensi denyut jantung (Umenit) jantung maupun isi sekuncup meningkat sampai kira-kira 95 persen dari tingkat maksimumnya. Oleh karena curah Gambar 84-1 0 Perkiraan pengeluaran isi sekuncup jantung dan jantung sebanding dengan isi sekuncup jantung dikali frekuensi denyut ja ntung pada berbagai tingkat curah jantung frekuensi denyut jantung, terlihat bahwa curah jantung seorang atlet maraton. adalah sekitar 90 persen dari keadaan maksimum yang dapat dicapai seseorang. Hal ini berbeda dengan ventilasi kapasitas pernapasan maksimal yang lebih besar. Untuk paru maksimum yang kira-kira 65 persen. Oleh karena alasan ini, bersama berkurangnya massa otot rangka, daya itu, seseorang dapat dengan mudah melihat bahwa sistem maksimal otot sangat berkurang pada usia tua. kardiovaskular secara normal lebih banyak membatasi Yo Maks daripada sistem pernapasan, karena pemakaian Panas Tubuh pada Kerja Fisik 2 Hampir semua energi yang dilepaskan oleh metabolisme nutrien tubuh pada akhirnya diubah menjadi panas tubuh. oksigen oleh tubuh tidak dapat lebih dari kecepatan sistem Ini berlaku bahkan pada energi yang menyebabkan kontraksi kardiovaskular menghantarkan oksigen ke jaringan. otot, karena alasan berikut: Pertama, efisiensi maksimal untuk pengubahan energi nutrien menjadi kerja otot, Untuk alasan ini, sering dikatakan bahwa tingkat bahkan dalam kondisi terbaik sekalipun, hanya 20 sampai kinerja atletik yang dapat dicapai oleh seorang pelari 25 persen; sisa energi nutrien diubah menjadi panas selama maraton terutama bergantung kepada kemampuan kinerja berlangsungnya reaksi kimia intrasel. Kedua, hampir semua jantungnya karena jantung merupakan mata rantai yang energi yang digunakan untuk menciptakan kerja otot tetap paling penting dalam pengangkutan oksigen yang adekuat menjadi panas tubuh karena semua kecuali sebagian kecil ke otot yang sedang bekerja. Oleh karena itu, curah jantung energi ini digunakan untuk (1) mengatasi tahanan terhadap yang lebih besar dari 40 persen, yang dapat dicapai oleh gerakan otot dan sendi, (2) mengatasi gesekan darah yang pelari maraton melebihi laki-laki rata-rata yang tidak mengalir melalui pembuluh darah, dan (3) pengaruh- terlatih, mungkin merupakan keuntungan fisiologis tunggal pengaruh sejenis lainnya-yang semuanya mengubah energi yang paling penting dari program latihan pelari maraton. kontraksi otot menjadi panas. Efek Penyakit jantung dan Usia Lanjut pada Kinerja Sekarang, dengan menyadari bahwa konsumsi oksigen Atlet. Oleh karena keterbatasan sistem kardiovaskular pada oleh tubuh dapat meni ngkat sebesar 20 kali lipat pada atlet performa maksimal atletik ketahanan, dapat dimengerti yang terlatih baik dan bahwa jumlah panas yang dilepaskan dengan mudah bahwa setiap jenis penyakit jantung yang ke tubuh hampir tepat sebanding dengan konsumsi oksigen mengurangi curah jantung maksimal akan menyebabkan (seperti yang dibicarakan di Bab 72), kita dapat dengan penurunan pencapaian daya otot tubuh secara menyeluruh. cepat menyadari bahwa panas dalam jumlah besar masuk Oleh karena itu, seseorang dengan gaga! jantung kongestif ke jaringan tubuh internal selama melakukan perlombaan sering kali sulit untuk mencapai kekuatan otot yang atletik ketahanan. Berikutnya, dengan aliran panas yang diperlukan untuk turun dari tempat tidur, apalagi untuk cepat ke dalam tubuh, pada hari yang sangat panas dan berjalan di sekitar ruangan. lembab sehingga mekanisme berkeringat tidak dapat mengeliminasi panas tersebut, seorang atlet dengan mudah Curah jantung maksimal dari orang usia lanjut juga dapat mengalami situasi yang tidak dapat dito leransi bahkan sangat menurun-didapatkan penurunan sebesar 50 persen mematikan yang disebut heatstroke. antara usia 18 dan usia 80 tahun. )uga, ditemukan penurunan Heatstroke . Selama perlombaan ketahanan, bahkan di bawah kondisi lingkungan yang normal. suhu tubuh sering naik dari tingkat yang normal 98,6° menjadi 102°F atau 103°F (37° menjadi 40°C). Oleh karena itu, pada kondisi yang sangat panas dan lembap atau pakaian yang berlebihan, suhu tubuh dapat dengan mudah meningkat menjadi 106° sampai l08°F (41° sampai 42°C). Pada tingkat ini, peningkatan1126

suhu itu sendiri menjadi bersifat destruktif terhadap sel-sel Bab 84 Fisiologi Olahragajaringan, terutama sel-sel otak . Apabila hal ini terjadi, mulaitimbul berbagai gejala, meliputi kelemahan yang ekstrem, sebelum keringat itu sendiri dikeluarkan dari tubuluskelelahan, nyeri kepala, pusing, mual, banyak berkeringat, kelenjar keringat ke permukaan kulit. Segera setelah atletkebingungan, gaya berjalan sempoyongan, kolaps, dan tidak teraklimatisasi, jarang diperlukan suplemen garam selamasadar. kegiatan atletik. Keseluruhan ha! kompleks ini disebut heatstroke, Pengalaman yang dialami satuan-satuan militerdan kegagalan mengatasi hal ini dapat dengan segera yang terpajan kerja fisik berat di padang pasir masihmengakibatkan kematian. Sesungguhnya, walaupun orang menunjukkan masalah elektrolit lain-masalah kehilangantersebut telah berhenti berlatih, suhu tubuh tidak mudah kalium. Kehilangan kalium disebabkan sebagian akibatturun dengan sendirinya. Salah satu alasannya adalah peningkatan sekresi aldosteron selama aklimatisasi panas,bahwa pada suhu yang tinggi ini sering kali terjadi kegagalan yang meningkatkan kehilangan kalium dalam urine, sepertimekanisme pengaturan suhu (lihat Bab 73). Alasan kedua halnya dalam keringat. Konsekuensi dari penemuan ini,untuk heatstroke adalah bahwa suhu tubuh yang sangat sebagian cairan suplemen untuk atletik mengandungtinggi . cenderung menggandakan kecepatan semua reaksi proporsi kalium yang sesuai bersama dengan natrium,kimia intrasel, jadi tetap membebaskan panas lebih banyak . biasanya dalam bentuk jus buah-buahan. Pengobatan heatstroke adalah dengan menurunkan suhu Obat-Obatan dan Atlettubuh secepat mungkin. Cara yang paling praktis adalahdengan membuka semua pakaian. memberi semprotan air Tanpa mengulang persoalan ini, mari kita membuat daftarsejuk pada seluruh permukaan tubuh atau dengan kompres beberapa pengaruh obat terhadap atletik.secara kontinu, dan menghembuskan angin ke tubuhdengan kipas angin. Percobaan telah menunjukkan bahwa Pertama, kafein diyakini oleh sebagian orang dapattindakan ini dapat menurunkan suhu tubuh hampir atau meningkatkan performa atletik. Dalam satu percobaansama cepatnya dengan prosedur lain, walaupun beberapa terhadap pelari maraton, waktu lari maratonnya membaikdokter lebih menyukai merendam seluruh tubuh ke dalam sebesar 7 persen akibat penggunaan kafein secara bijaksanaair es yang mengandung potongan es, apabila tersedia. dalam jumlah yang sama dengan yang terdapat pada satu sampai tiga cangkir kopi. Namun percobaan terhadap atlet Cairan Tubuh dan Garam dalam Kerja Fisik yang lain gaga! untuk memastikan keuntungan apapun, sehingga pendapat ini masih diragukan.Penurunan berat badan sebesar 5sampai10 pon telah direkampada atlet yang melakukan lomba atletik ketahanan selama 1 Kedua, penggunaan hormon seks laki-laki (androgen)jam dalam kondisi panas dan lembab. Pada dasarnya, semua atau steroid anabolik lain untuk meningkatkan kekuatanpenurunan berat badan ini disebabkan oleh kehilangan otot, secara tidak meragukan dapat meningkatkan performakeringat. Kehilangan keringat yang cukup banyak sehingga atletik dalam beberapa 'kondisi, terutama pada perempuandapat menurunkan berat badan sebesar 3 persen saja sudah dan bahkan pada laki-laki. Namun, steroid anabolik inidapat mengurangi kinerja seseorang secara bermakna, dan juga sangat meningkatkan risiko kerusakan kardiovaskularpenurunan berat badan 5 sampai 10 persen dengan cepat karena obat-obat tersebut sering menyebabkan hipertensi,sering kali berakibat serius, mengakibatkan kram otot, mual, penurunan lipoprotein densitas tinggi, dan peningkatandan berbagai efek lain. Oleh karena itu, sangat penting untuk lipoprotein densitas rendah, yang semuanya memicusegera mengganti cairan yang hilang. serangan jantung dan stroke. Penggantian Natrium Klorida dan Kalium. Keringat Pada laki-laki, setiap jenis preparat hormon seks laki-mengandung sejumlah besar natrium klorida, dan laki juga menyebabkan penurunan fungsi testis, meliputikarena itu sejak lama telah dinyatakan bahwa semua atlet penurunan pembentukan sperma dan penurunan sekresiharus menelan tablet garam (natrium klorida) sewaktu testosteron alami seseorang, dengan efek sisa kadang-berlatih di hari yang panas dan lembab. Waiau demikian, kadang berlangsung setidaknya beberapa bulan dan mungkinpemakaian tablet garam yang berlebihan juga sering selamanya. Pada perempuan, dapat terjadi efek yang lebihmenyebabkan kerugian. Selanjutnya, jika seorang atlet menakutkan karena perempuan tidak beradaptasi secaratelah beraklimatisasi terhadap panas melalui peningkatan normal terhadap hormon seks laki-laki-rambut di wajah,pemaparan atletik secara progresif selama lebih dari 1 suara bas, kulit yang kasar, dan berhentinya menstruasi.sampai 2 minggu dibandingkan bila melakukan latihanatletik secara maksimal pada hari pertama, kelenjar keringat Obat-obat lain, seperti amfetamin dan kokain, telahjuga mengalami aklimatisasi sehingga jumlah kehilangan dikenal meningkatkan performa atletik seseorang. Jugagaram dalam keringat menjadi hanya sedikit dibandingkan ternyata bahwa penggunaan yang berlebihan obat-obat inisebelum aklimatisasi. Aklimatisasi kelenjar keringat ini dapat mengakibatkan kemunduran performa. Lebih jauh,terutama merupakan hasil peningkatan sekresi aldosteron berbagai percobaan telah gaga! membuktikan makna darioleh korteks adrenal. Aldosteron selanjutnya mempunyai obat-obat seperti itu kecuali sebagai stimulan psikis.Beberapapengaruh langsung terhadap kelenjar keringat untuk atlet diketahui meninggal selama kegiatan atletik akibatmeningkatkan reabsorpsi natrium klorida dari keringat interaksi antara obat-obat tersebut dengan norepinefrin dan epinefrin yang dilepaskan oleh sistem saraf simpatis selama latihan. Salah satu kemungkinan penyebab kematian akibat kondisi seperti ini adalah perangsangan berlebihan pada jantung, mengakibatkan fibrilasi ventrikel, yang mematikan dalam hitungan detik. 1127

Unit XV Fisiologi 0/ahraga Kebugaran tubuh yang membaik juga mengurangi risiko berbagai jenis kanker, termasuk kanker payudara, prostat Kebugaran Tubuh Memperpanjang Hidup dan kolon. Banyak efek menguntungkan dari kerja fisik mungkin berkaitan dengan penurunan obesitas. Namun, Berbagai penelitian kini telah menunjukkan bahwa orang berbagai penelitian pada hewan coba dan pada manusia yang mempertahankan kebugaran tubuh dengan baik, juga menunjukkan bahwa latihan teratur mengurangi risiko melakukan beragam latihan secara bijaksana dan melakukan berbagai penyakit kronis melalui mekanisme yang tidak jelas pengaturan berat badan, memiliki keuntungan tambahan, diketahui tetapi, setidaknya sampai batas tertentu, tidak yaitu hidup lebih panjang. Khususnya antara usia 50 dan 70 berkaitan dengan penurunan berat badan atau pengurangan tahun, penelitian telah menunjukkan bahwa kematian men- kegemukan. jadi berkurang tiga kali Iipat pada orang yang bugar daripada yang kurang bugar. Daftar Pustaka Namun mengapa kebugaran tubuh memperpanjang llen DG, Lamb GD, Westerblad H: Skeletal muscle fatigue: cellular mecha- hidup? Berikut ini adalah sebagian alasan yang paling penting. nisms, Physio/ Rev 88:287, 2008. Kebugaran tubuh dan pengaturan berat badan sangat Blair SN, LaMonte MJ, Nichaman MZ: The evolution of physical activ- mengurangi penyakit kardiovaskular. Hal ini disebabkan oleh (1) mempertahankan tekanan darah yang cukup rendah ity recommendations. How much is enough, Am} Clin Nutr 79:913S, dan (2) pengurangan kolesterol darah dan lipoprotein densitas rendah bersamaan dengan peningkatan lipoprotein 2004. densitas tinggi. Seperti yang telah ditunjukkan sebelumnya, Cairns SP, Lindinger Ml: Do multiple ionic interactions contribute to skel- perubahan-perubahan ini semua bekerja bersama-sama untuk mengurangi jumlah serangan jantung, stroke otak dan etal muscle fatigue?} Physiol 586:4039, 2008. kelainan ginjal. Favier FB, Benoit H, Freyssenet D: Cellular and molecular events controlling Orang yang sehat secara atletik memiliki cadangan kebugaran jasmani yang lebih banyak bila ia sedang sakit. skeletal muscle mass in response to altered use, Pflugers Arch 456:587, Sebagai contoh, seorang yang berusia 80 tahun, yang tidak bugar mungkin memiliki sistem pernapasan yang 2008. membatasi pengantaran oksigen ke jaringan tubuh tidak lebih dari 1 L/menit; ha! ini berarti bahwa cadangan Fitts RH: The cross-bridge cycle and skeletal muscle fatigue,} Appl Physiol pernapasan tidak lebih dari tiga sampai empat kali lipat. Namun, seorang tua yang secara atletik bugar mungkin 104:551, 2008. memiliki cadangan dua kali lipat. Keadaan ini khususnya Glass JD: Signalling pathways that mediate skeletal muscle hypertrophy penting dalam mempertahankan kehidupan bila orang tua tersebut menderita penyakit seperti pneumonia yang dapat and atrophy, Nat Cell Biol 5:87, 2003. dengan cepat memakai semua cadangan pernapasan yang ada. Selain itu, kemampuan untuk meningkatkan curah Gonzalez-Alonso J, Crandall CG, Johnson JM: The cardiovascular challenge jantung pada waktu dibutuhkan (\"cadangan jantung\") sering lebih dari 50 persen pada orang tua yang bugar daripada of exercising in the heat,} Physiol 586:45, 2008. yang tidak bugar. Guyton AC, Jones CE, Coleman TB: Circulatory Physiology: Cardiac Output Kerja fisik dan kebugaran tubuh juga mengurangi and Its Regulation, ed 2, Philadelphia, 1973, WB Saunders Co. risiko berbagai kelainan metabolik kronis terkait obesitas seperti resistansi insulin dan diabetes tipe II. Kerja fisik Levine BD: Max: what do we know, and what do we still need to know?,} sedang, meskipun tanpa penurunan berat badan yang bermakna, telah terbukti memperbaiki kepekaan insulin Physiol 586:25, 2008. dan mengurangi, atau pada sebagian kasus menghentikan, kebutuhan akan pengobatan dengan insulin pada penderita Powers SK, Jackson MJ: Exercise-induced oxidative stress: cellular mech- diabetes tipe II. anisms and impact on muscle force production, Physiol Rev 88:1243, 2008. Rennie MJ, Wackerhage H, Spangenburg EE, et al: Control of the size of the human muscle mass, Annu Rev Physiol 66: 799, 2004. Romer LM, Polkey Ml: Exercise-induced respiratory muscle fatigue: implica- tions for performance,} Appl Physiol 104:879, 2008. Sandri M: Signaling in muscle atrophy and hypertrophy, Physiology (Bethesda) 23:160, 2008. Schiaffino S, Sandri M, Murgia M: Activity-dependent signaling path- ways controlling muscle diversity and plasticity, Physiology (Bethesda) 22:269, 2007. Seals DR, Desouza CA, Donato AJ, et al: Habitual exercise and arterial aging, }Appl Physiol 105:1323, 2008. Sj6qvist F, Garle M, Rane A: Use of doping agents, particularly anabolic steroids, in sports and society, Lancet 371:1872, 2008. Tschakovsky ME, Hughson RL: Interaction of factors determining oxygen uptake at the onset of exercise,} Appl Physiol 86:1101, 1999.1128