Makalah SISTEM METABOLISME ENERGI DALAM OTOT SKELET

Download Disini : http://www.ziddu.com/download/12960479/tgsfisiologiORATP.docx.html

SISTEM METABOLISME ENERGI DALAM OTOT SKELET

1. Metabolisme energi dalam otot skelet dalam kontraksinya dan aktivitas intraseluler yang terjadi pada masing-masing tipe sel otot skelet secara histokimiawi yaitu:
Sebelum menjelaskan tentang sumber-sumber energi dan bagaimana metabolisme energi itu terjadi yang paling penting terlebih dahulu diketahui adalah pengertian energi itu sendiri. Menurut David R. Lamb (1984), dan Edward L Fox, DKK (1989) energi adalah kapasitas untuk melakukan suatu pekerjaan/kegiatan. Kerja/pekerjaan merupakan hasil perkalian dari tenaga (force) dan jarak yang diperoleh. Karena itu energi dan pekerjaan tidak dapat dipisahkan.
Apabila suatu pekerjaan meningkat, energi yang diperlukan juga meningkat, dengan kata lain, energi yang diperlukan tergantung kepada keadaan dan kebutuhan. Pekerjaan-pekerjaan biologis, seperti gerakan molekul-molekul untuk melewati membran sel, pembuatan potensial membran di dalam syaraf dan otot, sintesis (anabolisme), dan gradasi (katabolisme) molekul-molekul, seperti protein dan karbohidrat serta yang paling di dalam fisiologi olahraga adalah gerakan dari filamen miosin seperti yang terjadi pada kontraksi otot. Energi yang dipergunakan untuk kegiatan biologis berasal dari simpanan energi dalam ikatan bahan-bahan kimia dari berbagai macam molekul. Apabila terjadi reaksi kimia yang menyebabkan pecahnya ikatan-ikatan bahan kimia, sejumlah energi dari ikatan-ikatan ini dikeluarkan sebagai panas, dan hanya membantu untuk menaikkan atau mempertahankan temperatur tubuh, sedangkan sebagian lainnya lagi, dinamakan energi bebas, yang dapat dipergunakan untuk pekerjaan-pekerjaan biologis.
Pemecahan bahan-bahan kimia panas + energi bebas

Semua kegiatan manusia yang dapat kita amati melalui gerakan-gerakan yang dilakukan atau dihasilkan, dinamakan energi mekanik atau disebut juga energi kinetik, yang merupakan transformasi dari energi kimia atau energi potensial yang bersal dari bahan-bahan makanan untuk menghasilkan energi, maka energi dapat ditransformasikan dari bentuk energi yang astu ke bentuk energi yang lain, sehingga dapat dikatakan bahwa energi dapat dibentuk atau dirusak (karena dipergunakan).
Tipe energi yang dipergunakan sel otot untuk menghasilkan tenaga kontraktil adalah bahan-bahan kimia dalam hal ini energi yang tersimpan di dalam molekul-molekul bahan kimia dan berpindahnya antar molekul-molekul untuk menghasilkan suatu pekerjaan di dalam sel. Molekul tertentu yang disimpan di seluruh sel-sel otot dan dipergunakan di dalam sel otot sebagai sumber energi potensial untuk kontraksi otot yang cepat, atau yang diperlukan dengan tiba-tiba adalah Adenosine Triphosphat (ATP).
Struktur ATP terdiri dari satu rangkaian komponen, adenosin, dan tiga kelompok fosfat. Ikatan antara dua penghubung kelompok fosfat dinamakan ikatan berenergi tinggi. Apabila satu dari ikatan ini dipecah, maka 7- 12 kilocalori energi dilepaskan dan adenosine diphosphat (ADP) tambah phospat inorganic (P), terbentuk

Gambar 1.
A. Struktur ATP, tampak ikatan fosfat berenergi tinggi. B. Pemecahan ATP menjadi ADP dan fosfat inorganic (P), dengan mengeluarkan energy yang berguna pemecahan 1 mole ATP, mengeluarkan energi antara 7-12 kilokalori.
Seperti telah dijelaskan, bahwa ATP diperlukan untuk penyediaan energi kontraksi otot dan daur cross bridge selama proses kontraksi, tanpa ATP, filamen aktin tidak akan bisa meluncur melewati filamen miosin. Tetapi persediaan ATP di dalam otot hanya sedikit sekali cukup untuk kontraksi maksimal otot yang berlangsung dalam 1 detik. Untungnya tubuh mampu mengisi atau melengkapi ATP hampir secepat waktu yang dibutuhkan untuk pemecahannya. Pengisian kembali ATP ini terjadi apabila cadangan molekul bahan bakar seperti karbohidrat dan lemak dipecah untuk penyediyaan energi bebas yang dapat dipergunakan bersama-sama ADP dan P untuk membentuk ATP.
ADP+P+ energi dari cadangan bahan bakar ATP


Hal ini sangat penting untuk diingat, bahwa simpanan bahan bakar seperti karbonhidrat dan lemak tidak diubah menjadi molekul ATP. Kiranya, sejumlah simpanan energi didalam ikatan-ikatan bahan-bahan kimia dari simpanan molekul itu, dan energi yang dilepaskan itu kemudian menyebabkan adenosin difosfat (ADP) bersenyawa dengan fosfat (P) untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP). Pada umumnya, molekul bahan bakar memiliki jumlah energi yang besar yang disimpan di dalam ikatan bahan-bahan kimia, kemudian pecah menjadi molekul-molekul dengan jumlah energi yang lebih sedikit/kecil di dalam ikatannya itu, dan selebihnya energi tadi dipergunakan untuk menghasilkan ATP dari ADP + P. (lihat gambar 2).

Gambar 2.
Energi yang dikeluarkan berasal dari simpanan bahan bakar untuk menghasilkan ATP.

Karena ATP yang disimpan di dalam sel sedikit sekali jumlahnya, maka keadaan ini sangat sensitif untuk pengaturan metabolisme energi di dalam sel. Untuk mempertahankan sejumlah kecil ATP, konsentrasi relatif ini segera diganti dengan meningkatkan metabolisme energi di dalam sel. Perubahan ini, sebaliknya, dengan segera merangsang pemecahan simpanan zat-zat gizi untuk menyediakan energi untuk resintesa ATP. Dalam keadaan demikian, metabolisme energi meningkat dengan cepat pada awal latihan.
Jumlah total ATP di dalam tubuh pada setiap saat sekitar 3 ons. Jumlah ini hanya dapat menyediakan energi untuk melakukan suatu latihan, maksimal beberapa detik saja. Karena ATP tidak dapat disuplai melalui darah atau dari jaringan lain, maka ATP harus secara kontinyu ada di dalam setiap sel. Di dalam sel-sel otot, energi untuk resintesis ATP disuplai dengan cepat dan tanpa oksigen dengan mengubah tenaga kimiawi dari ikatan fosfat yang berenergi tinggi yang disebut fosfat kreatin (CP). Konsentrasi fosfat kreatin di dalam sel 3 sampai 5 kali jumlah ATP. Berdasarkan alasan ini, maka fosfat kreatin dianggap sebagai cadangan fosfat berenergi tinggi.
Di dalam melepaskan sejumlah energi bebas, molekul fosfat kreatin sama dengan ATP, apabila ikatan antara molekul fosfat dan molekul kreatin terpisah. Karena Pcmemiliki energi hidrolisis yang lebih besar daripada ATP, maka energi hidrolisis fosfat disumbangkan secara langsung ke ADP untuk membentuk kembali ATP. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim kinase kreatin. Tanda arah panah yang berlawanan, menunjukkan reaksi yang revesibel (bolak-balik). Apabila energi cukup tersedia, kreatin dan fosfat dapat bersenyawa untuk membentuk kembali kreatin fosfat (PC). Begitu juga dengan ATP, pada rangkaian ADP dan P untuk membentuk kembali ATP.
Energi dinamik pada manusia melibatkan transfer energi dengan bantuan ikatan bahan-bahan kimia. Energi potensial dikeluarkan melalui pemecahan dan penghematan/pelestarian ikatan dengan membentuk ikatan baru. Beberapa energi hilang, oleh satu molekul yang dapat dipindahkan ke struktur kimia lainnya dan tidak tampak sebagai panas. Ikatan-ikatan yang relatif rendah didalam energi potensial dapat dihancurkan kembali dengan memindahkan energi dari fosfat berenergi tinggi untuk menyelesaikan kerja biologis. Adenosin trifosfat dipergunakan sebagai alat yang ideal untuk transfer energi.






Gambar 3. ATP dan PC merupakan sumber energy nonaerobik
2. Efek Latihan terhadap otot skelet dan adaptasi neuromuscular
Selama melakukan latihan berat terjadi peningkatan konsumsi oksigen pada otot sebanyak 70 kali lipat jika dibandingkan dengan waktu istirahat ( W.D. Mcardle, 1986 ) dan otot memerlukan darah 100 kali lipat dibandingkan dengan waktu saat istirahat. ( Fox,dkk 1989 ).
Untuk mengangkut oksigen sebanyak yang diperlukan oleh otot yang sedang bekerja maka pembuluh darah lokal harus menyalurkan darah dalam jumlah yang besar ke dalam jaringan yang aktif. Pada saat olahraga atau latihan aliran darah naik – turun. Aliran darah menurun selama fase otot berkontraksi, dan aliran darah meningkat pada saat relaksasi.
Untuk mengimbangi aliran darah per denyut jantung, maka pembuluh darah kapiler dengan cepat mengadakan dilatasi ( pelebaran ) .
Pada penelitian yang dilakukan oleh William D.Mcardie, dkk ( 1986 ) mengatakan keuntungan – keuntungan yang diperoleh dari latihan daya tahan terhadap kapilarisasi otot rangka yaitu jumlah kapiler ( per milimeter persegi otot ) rata – rata 40% lebih banyak pada atlet daya tahan dibandingkan yang tidak terlatih. Sedangkan perbedaan konsumsi oksigen maksimal ( VO2maks ) sebesar 41 % pada kelompok yang sama.
Selain itu kapiler otot rangka dapat meningkat dengan mudah dan peningkatan ini berhubungan erat dengan aktifitas otot.
- Atrofi ( mengecil ) apabila kurang aktif karena suplayu darah menjadi tidak ada atau kurang
- Hipertropi ( membesar ) sebagai akibat latihan
- Saat kontraksi menyebabkan otot memanjang dan memendek


3. Tiga sumber ATP selama kontraksi otot skelet yaitu:
Sumber ATP
ATP merupakan sumber energi untuk kontraksi otot. Bahwa setiap saat jumlah ATP di dalam sel otot sangat terbatas, padahal ATP senantiasa dipergunakan setiap kali otot berkontraksi. Oleh karena itu ATP harus selalu tersedia. Sedangkan untuk menyediakan ATP saja diperlukan energi. Untuk itu ada 3 macam proses untuk menghasilkan ATP:
1). ATP-PC atau sistem fosfagen. Dalam sistem ini, energi untuk resintesis ATP berasal dari hanya satu persenyawaan, kreatin fosfat (PC).
2). Glikolisis anaerobik, atau sistem asam laktat, penyediyaan ATP berasal dari glukose atau glikogen.
3). Sistem oksigen yang sebenarnya terdiri dari dua bagian, yaitu melibatkan oksidasi karbohidrat yang sempurna dan oksidasi lemak. Kedua bagian sistem oksigen ini, perjalanan oksidasinya berakhir di Daur Krebs (Krebs Cycle).
Ketiga suplayer energi untuk resintesis ATP melaksanakan dengan cara yang sama. Energi yang dilepaskan berasal dari pemecahan bahan-bahan makanan dan PC dan secara bersama-sama (berangkai) melakukan resintesis ATP dari ADP + P. Fungsional rangkaian energi dari satu rangkaian reaksi ke rangkaian reaksi yang lain, secara biokimiawi disebut reaksi berpasangan dan ini merupakan prinsip dasar yang terlibat di dalam metabolisme produksi ATP.
1. ATP Anaerobik – Metabolisme Anaerobik
Dua dari tiga sistem metabolisme yang terlibat dalam resintesis ATP seperti yang disebutkan sebelumnya, yaitu ATP – PC (sistem fosfagen) dan glikolisis anaerobik (sistem asam laktat), kedua-duanya anaerobik. Anaerobik, artinya tanpa oksigen, termasuk metabolisme mengenai bermacam-macam rangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh (misalnya di dalam sel otot). Jadi metabolisme anaerobik atau ATP yang dihasilkan melalui anaerobik, berarti resistesis ATP melalui reaksi kimia tanpa adanya oksigen.

2. Sistem ATP -PC
Fosfokreatin dan ATP, sama-sama disimpan di dalam sel otot karena ATP dan PC terdiri dari kelompok fosfat, maka mereka secara bersama-sama disebut sebagai sistem fosfagen. Kesamaan antara ATP dan PC adalah apabila kelompok fosfat ini dipecah, maka sejumlah besar energi dikeluarkan. Hasil akhir dari pemecahan PC adalah kreatin (C=creatin) dan fosfat inorganik (P). Energi ini dipergunakan untuk resintesis ATP. ATP dipecah pada saat kontraksi otot berlangsung, kemudian dibentuk kembali dari ADP + P oleh adanya energi yang berasal dari pemecahan simpanan PC. Rangkaian reaksi ini dapat dilukiskan dalam skema di bawah ini:

PC P + C + Energi
Energi + ADP + P ATP


Di dalam tubuh keadaannya lebih kompleks dan memerlukan adanya enzim yaitu persenyawaan protein yang mempercepat terjadinya reaksi kimia tersebut. Sebetulnya, seluruh reaksi metabolisme yang terjadi di dalam tubuh memerlukan enzim, termasuk pemecahan ATP.
Dalam tabel ada beberapa bagian yang nilainya sedikit berbeda. Pertama: simpanan PC dalam otot melebihi daripada simpanan ATP, tetapi hal ini memberikan pengertian kepada kita, bahwa fungsi PC adalah menyediakan energi untuk resintesis ATP. Kedua: singkatan mM kepanjangannya adalah milimol, merupakan satuan ukuran yang dipergunakan didalam jumlah persenyawaan kimia. Mol merupakan satuan ukuran berat persenyawaan kimia, tergantung pada jumlah dan jenis atom yanng membentuk persenyawaan. Misalnya 1000 mM sama dengan 1 mol dan apabila 1 mol ATP dipecah, energi yang dapat dipergunakan antara 7 – 12 kcal. Ketiga: harus diperhatikan, bahwa hanya 570 dan 690 mM fosfagen yang disimpan di dalam massa otot tubuh secara keseluruhan. Ini sama dengan 5,76 dan 6,9 kcal. Energi ATP dan dari jumlah ini sangat sedikit energi yang dapat dipergunakan selama latihan. Misalnay simpanan fosfagen di dalam otot yang sedang bekerja, akan habis terkuras hanya dalam waktu 10 detik apabila kita melakukan latihan habis-habisan (all-out exercise), seperti dalam lari cepat 100 meter. Karena itu jumlah keseluruhan ATP yang bersal dari sistem fosfagen sangat terbatas.
Yang paling penting dalan pendidikan jasmani dan pertandingan, ditunjukkan oleh daya ledak (power), seperti start yang cepat pada pelari jarak pendek (sprinter), pelompat dan pelempar, dan kegiatan yang serupa yang hanya memerlukan waktu yang sangat singkat. Tanpa sistem fosfagen, kecepatan dan daya ledak (power) tidak dapat dilaksanakan, karena kegiatan semacam itu memerlukan suplai ATP yang cepat, sehingga otot dapat alasan mengapa penyediaan ATP begitu cepat, sehingga otot dapat mempergunakannya dengan cepat pula:
1). Sistem fosfagen tidak tergantung kepada rangkaian reaksi kimia yang panjang
2). Sistem fosfagen tidak tergantung kepada transport oksigen ke otot yang sedang bekerja, dan
3). ATP dan PC kedua-duanya disimpan langsung di dalam mekanisme kontraksi otot.
Tabel I
Perkiraan Energi yang tersedia di dalam Tubuh melalui Sistem Fosfagen (sistem ATP-PC)

3. Glikolisis Anaerobik (Sistem Asam Laktat)
Sistem anaerobik selain dari resintesis ATP di dalam otot adalah glikoligis anaerobik, yang melibatkan pemecahan tidak sempurna dari salah satu bahan makanan yaitu karbohidrat (gula), menjadi asam laktat (karena itu dinamakan sistem asam laktat). Di dalam tubuh semua karbohidrat dikonversi menjadi gula sederhana yitu glukose, disimpan didalam hati dan otot sebagai glikogen untuk dipergunakan kemudian. Asam laktat adalah hasil dari glikolisis anaerobik.
Holloszy, J.O. (1982), menyatakan bahwa terjadi penumpukan asam laktat sebelum orang coba menghentikan kegiatannya yang disebabkan oleh karena kelelahan yamg berta. Jadi orang coba menghentikan kegiatan yang sedang dilakukan, karena menderita kelelahan berat yang disebabkan oleh menumpuknya asam laktat. Pada latihan yang berat, energi yang diperlukan melebihi kecepatan suplai oksigen, hidrogen bersama nikotinamida adenindinukleotida (NAD) tidak dapat diproses melalui rantai pernapasan. Pengeluaran energi anaerobik secara terus menerus didalam glikolisis tergantung pada adanya NAD untuk oksidasi sebaliknya anaerobik glikolisis lebih rumit dari pada sistem fosfagen.
Penyimpanan sementara hidrogen dengan asam piruvat merupakan aspek yang unik didalam metabolisme energi,karena bisa menghilangkan hasil akhir dari glikolisis anaerobik. Begitu juga apabila asam laktat terebntuk didalam otot, asam laktat akan dengan cepat berdifusi ke dalam darah dan meninggalkan tempat metabolisme energi.Dalam hal ini glikosis dapat menghasilkan suplai energi anaerobik tambahan untuk resintesis ATP.Kesempatan mendapat energi tambahan ini hanya sementara, bagaimanapun juga karena asam laktat didalam darah dan otot meningkat, maka kecepatan regenerasi ATP tidak dapat mengimbangi kecepatan pemaikainnya, hal ini menyebabkan terjadinya kelelahan, sehingga kegiatan harus dihentikan.Kelelahan mungkin diperantarai oleh meningkatnya keasaman, agar enzim – enzim yang terlibat didalam transfer energi tidak aktif.
Asam laktat tidak boleh dianggap sebagai limbah metabolisme, Sebaliknya tumpukan asam laktat merupakan sumber energi kimia yang sangat bermanfaat dan tetap disimpan didalam tubuh selama latihan berat. Apabila persediaan oksigen sudah mencukupi kembali seperti pada saat pulih asal ( recovery ) atau pada saat intensitas latihan dikurangi, hidrogen terikat ke asam laktat dan diangkut oleh NAD+ dan akhirnya dioksidasi.Akibatnya asam laktat telah siap untuk dikonversi kembali menjadi asam piruvat dan dipergunakan sebagai sumber energi.Selanjutnya energi potensial dalam asam laktat dan asam piruvat yang dibentuk didalam otot selama latihan dapat disimpan dan kerangka karbon dari molekul – molekul ini dipergunakan untuk sintsesis glokose dan proses ini dinamakan proses glukoneogenesis yang terjadi didalam daur Corl.Daur ini tidak hanya sebagai alat untuk mengangkut asam laktat saja, tetapi juga memperbesar glukosa darah dan glukosa otot.

Gambar 4. Perpindahan asam laktat. Daur Cori ditandai oleh garis sambung.
Diambil dari: Lamb, D.R.: Physiology of Exercise Responses and Adaptation.

Glikolisis anaerobik seperti halnya dengan sistem fosfagen sangat penting bagi atlet selama melakukan latihan inti ata pada waktu mengikuti suatu kejuaraan, karena glikolisis anaerobik relatif cepat mensuplai ATP.

4. Oxygen debt adalah:
Oksigen yang dikonsumsi diatas level istirahat selama pulih asal, yang sebelumnya dipergunakan untuk menyediakan energi bagi tubuh termasuk pengisian simpanan energi yang dikuras dan untuk mengangkut penumpukan asam laktat yang terjadi selama latihan.
 Penyebab kelelahan otot:
1. Penumpukan asam laktat
Terjadinya kelelahan otot yang disebabkan oleh penumpukan asam laktat, Dimana dua mekanisme fisiologis asam laktat menghalang – halangi fungsi otot. Kedua mekanisme tersebut tergantung pada efek asam laktat pada pH intraseluler atau konsentrasi ion hidrogen ( H+ ) ( Strauss,R.H.1979 )
Dengan meningkatnya asam laktat, konsentrasi H+ meningkat dan pH menurun. Di lain pihak peningkatan konsentrasi ion H+ menghalang – halangi proses rangkain eksitasi, oleh menurunya sejumlah Ca2+ yang dikeluarkan oleh retikulum sarkoplasma dan gangguan kapasitas mengikat Ca2+ ---- troponin. Dilain pihak peningkatan konsentrasi ion H+ juga menghambat kegiatan fosfofruktokinase , enzim kunci yang terlibat dadalam anaerobik glikolisis. Demikian lambatnya hambatan glikolisis mengurangi penyediaan ATP untuk energi.
2. Pengosongan Penyimpanan ATP dan PC
ATP merupakan sumber energi yang secara langsung digunakan untuk ontraksi otot, dan PC dipergunakan untuk resintesis ATP secepatnya. Pengosongan fosfagen intraseluler mengakibatkan kelelahan .
Selama kegiatan kontraksi, konsentrasi ATP didaerah miofibril mungkin lebih berkurang darpada didalam otot keseluruhan. Oleh karena itu, ATP menjadi terbatas didalam mekanisme kontraktil, walaupun hanya terjadi penurunan yang moderat dari jumlah total ATP didalam otot. Kemungkinan yang lain adalah bahwa hasil energi didalam pemecahan ATP lebih sedikit dari Jumlah ATP yang tersedia didalam batas – batas untuk kontraksi otot. ( Holloszy,JO 1984 dan De Vries,H.A 1986 ).


3. Pengosongan Simpanan Glikogen Otot
Selama latihan yang lama ( 30 menit – 4 jam ), simpanan glikogen otot didalam beberapa serabut ( terutama serabut otot ST ) hampir seluruhnya dikosongkan. Karena pengosongan glikogen demikian hebatnya, sehingga menyebabkan kontraktil, meskipun asam lemak bebas ( free fatty acid dan glikogen dari hati lebih dari cukup yang masih tersedia sebagai bahan bakar untuk serabut – serabut otot ( B. Bigland – Ritchie,dkk 1986 dan strauus,RH,..1979 )
Faktor – faktor lain yang berhubungan dengan kelelahan selama periode latihan yang lama ( Fox,E.L Dkk,1989 ) adalah sebagai berikut:
a. Rendahnya tingkatan/level glukosa darah, menyebabkan pengosongan cadangan glikogen hati.
b. Kelelahan otot lokal disebabkan karena pengosongan cadangan glikogen otot.
c. Kekeringan ( dehidrasi ) dan kurangnya elketrolit, menyebabkan temperatur tubuh meningkat
d. Rasa Jenuh

4. Kurangnya oksigen dan tidak memadainya aliran darah di serabut – serabut otot.
5. Perbandingan efek latihan aerobik dan latihan anerobik pada otot skelet dan pada sistem lain
5. Efek Latihan Aerobik
a. Pada waktu istirahat
Dalam keadaan istirahat sekitar dua pertiga bahan makanan berasal dari lemak dan sepertiganya berasal dari karbohidrat ( glikogen dan glukose ). Protein dalam keadaan istirahat dapat dikatakan tidak memberikan sumbangan terhadapa kebutuhan energi, walaupun ada tetapi sangat sedikit sekali sehingga dapat diabaikan ( Fox,E.L, Dkk, 1989 )
Sistem Aerobik merupakan kerja sistem energi karena kemampuan sisten transport oksigen ( jantung dan paru ) yang mensuplay oksigen ke setiap sel dapat memproduksi ATP yang diperlukan sebagai energi pada waktu istirahat.
Dalam sistem aerobik, sebenarnya juga terdapat sejumlah asam laktat, walaupun sedikit tapi konstan, menurut Fox, E.L., dkk, (1989) jumlahnya sekitar 10 mg untuk setiap 100 ml darah. Artinya 10 miligram (mg) didalam 100 mililiter (ml) darah, biasanya dinyatakan miligram persen (ml%) atau miligram per deciliter (mg/dl). Contoh lainnya misalnya gr hemoglobin didalam 100ml darah, dibaca 15 gr%.
Alasan mengapa asam laktat selalu ada didalam darah, memang sangat rumit dan diperlukan pengetahuan yang cukup, tentang reaksi-reaksi kimia yang terlibat didalamnya. Dengan adanya LDH (lactic dehydrogenase) sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi asam piruvat menjadi asam laktat dalam jumlah yang banyak, menyebabkan asam laktat tetap ada dalam darah dan tetap konstan serta tidak akan menumpuk dalam darah apabila tidak terjadi glikolisis anaerobik. Kemudian pada waktu istirahat, bahan makanan yang dipergunakan adalah lemak dan karbohidrat, dan ATP yang diperlukan sepenuhnya berasal dari aerobik.
b. Selama Latihan
Selama latihan, ATP dapat diproduksi, baik dengan melakukan latihan aerobik maupun anaerobik tetapi bagaimanapun juga tergantung pada:
1). Bentuk latihan yang dilakukan
2). Keadaan latihan (training)
3). Diet atlet
Bentuk latihan yang dilakukan, yang terbagi menjadi dua kategori, yakni:
1). Latihan yang dilakukan dalam waktu yang singkat, tetapi memerlukan tindak usaha yang maksimal
2). Latihan yang dilakukan dalam waktu yang relatif lama, tetapi denngan tindak usaha yang submaksimal.
Kemudian akan dilanjutkan dengan interaksi dari ketiga sistem energi didalam latihan, yang tidak mudah untuk memastikan kategori yang mana yang sedang berlagsung. Karena konsep ini merupakan hal yang sangat penting untuk menyusun dan merencanakan suatu program latihan, karena itu harus benar-benar dimengerti.
Menurut Fox, E.L.,dkk, (1989), bahwa pengosongan glikogen diperlukan aktivitas dengan tingkatan 30 sampai 120% dari konsumsi oksigen maksimal. Namun dari hasil penyelidikan yang lain, yang perlu dibandingkan adalah faktor-faktor yang membatasi latihan itu sendiri. Dengan latihan yang memerlukan konsumsi oksigen kurang dari 60% atau lebih dari 90% dari konsumsi oksigen maksimalnya, pengurasan simpanan glikogen tidak berarti. Selanjutnya dikatakan bahwa latihan dengan beban yang tinggi, dan kelelahan dicapai dengan cepat sekali, masih tersisa sekitar 70% dari simpanan awal glikogen. Pada beban kerja yang hanya memerlukan 65 sampai 95% dari konsumsi oksigen maksimalnya, besarnya kelelahan berhubungan dengan level glikogen yang mendekati kosong.
J. Karlsson, (1979) melaporkan, laju penggunaan glikogen 0,3; 0,7; 1,4; 3,4; dan 10 milimol glukose per kilogram otot (basah) per menit dengan beban kerja 25, 50, 75, 100 dan 150 dari konsumsi oksigen maksimalnya.
Latihan dalam waktu yang singkat. Latiahn yang termasuk kategori ini adalah lari cepat 100, 200, dan 400 meter. Pada jenis ini, bahan bakar terbesar berasal dari karbohidrat, lemak merupakan sebagian kecil saja dan protein diabaikan, karena sangat sedikit sekali sumbangannya terhadap energi yang diperlukan. Sistem energi yang dominan adalah anaerobik. Ini bukan berarti, bahwa dalam kegiatan ini bukan hanya sistem anaerobik saja yang bekerja. Tetapi energi atau ATP yang diperlukan tidak dapat disuplai melalui sistem aerobik saja. Sehingga sebagian besar ATP harus disuplai secara anaerobik melalui sistem fosfagen dan glikolisis anaerobik. Level kratin fosfat, dengan kegiatan yang singkat tetapi dengan intensitas yang tinggi, meyebabkan turun sampai level yang rendah sekali, dan tetap rendah sampai latihan dihentikan. tapi, kreatin fosfat dapat terisi dengan cepat, pada saat pullih asal.
Ada dua alasan mengapa sistem aerobik sangat terbatas didalam mensuplai ATP yang diperlukan pada setiap latihan yang dilakukan:
1). Kemampuan kita mengkonsumsi oksigen terbatas
2). Setidak-tidaknya melakukan waktu 2 sampai 3 menit untuk meningkatkan konsumsi oksigen, pada level yang lebih tinggi.
Contoh: pada konsumsi oksigen pada orang yang terlatih berkisar antara 3,0 liter pada perempuan dan 5,0 liter pada laki-laki, sedangkan pada orang yang tidak terlatih sekitar 2,2 liter untuk perempuan dan 3,2 liter untuk laki-laki. Level konsumsi oksigen yang demikian itu hampir tidak cukup untuk mensuplai semua ATP yang diperlukan dalam kegiatan seperti lari cepat 100 meter, yang kemungkinan kebutuhan akan oksigen melebihi 45 liter per menit (sekitar 8 liter O2 per 100 meter atau per detik).
Menurut Fox,E.L,dkk, (1989) kalaupun dalam usahanya mengkonsumsi oksigen untuk memenuhi kebutuhan energi atua ATP yang diperlukan, paling tidak memerlukan waktu antara 2 sampai 3 menit dengan mempercepat laju konsumsi oksigen; tetapi intensitas tidak dapat dipertahankan seperti pada waktu melakukan lari cepat 100 meter. Alasan keterlambatan konsumsi oksigen berhubungan dengan waktu yang diperlukan untuk mengadakan penyesuaian secara biokomiawi dan fisiologis. Berlaku pada semua transisi baik dari waktu istirahat ke waktu latihan, maupun dari latihan dengan intensitas yang lebih berat. Masa selama level konsumsi oksigen lebih rendah daripada yang diperlukan untuk mensuplai semua kebutuhan ATP yang diperlukan pada setiap latihan, dinamakan kekurangan oksigen (oxygen deficit).
Selama masa kekurangan oksigen, sistem fosfagen dan glikolisis anaerobik mensuplai sebagian terbesar ATP yang diperlukan untuk latihan. Artinya, selama latihan yang berlangsung dalam waktu yang singkat tetapi dengan intensitas yang tinggi, akan selalu terjadi kekurangan oksigen.
Kecepatan glikolisis anaerobik dibarengi oleh kecepatan menumpuknya asam laktat. Tetapi penumpukan asam laktat ini sangat berarti peranannya didalam kegiatan yang berlangsung dalam waktu 2 sampai 10 menit. Pengosongan PC dan resintesa ATP sangat penting didalam kegiatan yang berlangsung kurang dari 3 menit. Untuk mengurangi atau menghilangakna stres beban kerja, latihan harus dihentikan atau diteruskan dengan intensitas yang lebih ringan. Level asam laktat darah, ditemukan oleh Brooks, G.A. dkk., (1980) setinggi 200mg% pada pelari dan perenang cepat saat mengikuti kejuaraan. Level setinggi ini sebenarnya 20 kali lebih besar dari pada level asam laktat darah dalam keadaan istirahat (10mg%).
Level asam laktat darah merupakan indikator yang paling sempurna untuk menentukan jenis sistem energi yang dominan selama latihan sedang berlangsung. Apabila asam laktat darah menunjukkan level yang tinggi, maka sistem energi yang utama dipergunakan, adalah glikolisis anaerobik; apabila level itu rendah, maka yang utama adalah aerobik.
Latihan pada waktu yang lama. Suatu latihan dapat dikatakan berlangsung dalam waktu yang relatif panjang, apabial dilakukan dalam waktu 10 menit atau lebih. Latiah semacam ini memrlukan bahan makanan sebagai bahan bakar, sebagian terbesar dari karbohidrat dan lemak. Apabila kegiatan tersebut berlangsung sampai 20 menit (seperti lari terus menerus/continous running), umumnya karbohidrat merupakan sumber bahan bakar yang lebih dominan untuk resintesis ATP, sedangkan lemak, perananya relatif kecil.
Apabila latihan terus sampai 1 jam lebih simpanan glikogen menunjukkan perununan yang berarti, dan lemak menjadi lebih dibutuhkan untuk risentesa ATP. Penggunaan; campuran; glikogen dan lemak sangat bervariasi untuk atlet yang berbeda karena bermacam-macam alasan termasuk keadaan latihan, perbandinagn distribusi slow-twitch dan fast-twitch fibers.
Latihan yang berlangsung dalam waktu yang lama seperti disebutkan itu, sumber ATP terbesar disuplai oleh sistem aerobik. Asam laktat dan sistem ATP/PC juga memberikan bantuan, tetapi hanya awal latihan, sebalum konsumsi oksigen mencapai steadty. Sebelum mencapai masa steady state, terjadi kekurangan oksigen. Pada saat konsumsi oksigen mencapai level steady state (keadaan keseimbangan) yang baru (sekitar 2 sampai 3 menit), oksigen cukup untuk mensuplai seluruh energi ATP yang diperlukan. Alasan inilah yang menyababkan penumpukan asam laktat dalam darah tidak mencapai level yang tinggi selama latihan berlangsung lebih dari 1 jam. Pada saat konsumsi oksigen mencapai steady state itu dicapai, tetap relatif konstan sampai akhir latihan. Agar lebih jelas perhatikan contoh berikut: seorang pelari maraton dalam mengikuti suatu kejuaraan maraton dengan menempuh waktu 2,5 sampai 3 jam. Pada akhir kejuaraan, konsentrasi dalam keadaan istirahat (Hemansen, L.,dkk., 1972). Kelelahan yang diderita oleh pelari tersebut penyebab yang lain adalah:
1). Rendahnya level glukose darah yang disebabkan oleh pengurasan simpanan glikogen hati
2). Kelelahan otot lokal, karena pengurasan simpanan glikogen otot.
3). Kekurangan cairan (dehidrasi) dan elektrolit yang menyebabkan naiknya temperatur tubuh.
4). Rasa jemu.
Pada kegiatan berlangsung dalam waktu yang lama, dengan intensitas yang sangat rendah, seperti berjalan kaki, melakukan pekerjaan sehari-hari, penumpukan asmal laktat tidak melebihi level dalam keadaan istirahat normal. Karena sistem fosfagen sendiri cukup untuk mensuplai tambahan energi ATP ysng diperlukan sebelum steady state konsumsi oksigen dicapai. Dengan demikian kelelahan dapat tertunda sampai 6 jam atau lebih.
Yang perlu diketahui oleh seorang pelatih, dan merupakan aspek yang paling penting didalam kejuaraan lari jarak menengah dan lari jarak jauh didalam pengaturan kecepatan (pacing). Apabila atlet terlalu cepat memulai kecepatan akhirnya (final sprint), asam laktat akan lebih cepat menumpuk dalam level yang tinggi dan simpanan glikogen otot juga dikuras lebih cepat. Dengan semakin meningkatnya intensitas latihan, maka energi yang diperlukan dari sistem anaerobik yang tidak bisa dipertahankan dalam waktu yang lama, sehingga kelelahan dapat terjadi. Karena itu, para pelatih ataupun para atlet harus benar-benar memahaminya.
Oksigen Pulih Asal
Seperti kita ketahui bahwa selam pulih asal dari latihan tuntutan energi sangat kurang setelah kita melakuakn latihan dalam waktu yang singkat. Tetapi konsumsi oksigen pada periode waktu tertentu tetap pada level yang relatif tinggi dan lamanya tergantung kepada intensitas latiahn yang baru selesai dilakukan. Jumlah oksigen yang dikonsumsi selam pulih asal (recovery) diatas dari jumlah yang biasnya dikonsumsi pada waktu istirahat dalam waktu yang bersamaan dan keadaan ini dinamakan oksigen pulih asal (oxygen recovery).
Istilah oksigen pulih asal, sebelumnya dinamakan oxygen debt, yang maksudnya oksigen yang dikonsumsi diatas level istirahat selama pulih asal, sebelumnya diperlukan untuk menyediakan energi bagi tubuh termasuk pengisian simpanan energi yang dikuras dan untuk mengangkut penumpukan asam laktat yang terjadi selama latihan. Banyak orang yang salah mengartikan istilah oksigen debt (hutang oksigen). Orang mengartikan oksigen debt adalah oksigen ekstra yang dikonsumsi selama pulih asal yang dipergunakan untuk membayar oksigen yang dipinjam oleh tubuh selam melakukan latihan. Sebenarnya, selama melakukan latihan maksimal, pengurasan maksimal, pengurasan simpanan oksigen di dalam otot itu sendiri (yang diikat oleh mioglobin) dan yang di dalam darah vena hanya berjumlah 0,6 liter. Level oksigen pulih asla, dilain pihak, ditemukan hampir 30 kali lipat lebih besar daripada jumlah pengurasan oksigen didalam otot dan darah vena pada atlet setelah melakukan latiahn maksimal.

6. Faktor-faktor yang mempengaruhi force, velociahnity, dan duration kontraksi otot skelet yaitu:
A. Faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan kontraksi
1. Jumlah serat otot dirangsang
2. Relatif ukuran otot
3. Derajat peregangan otot
B. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan dan durasi kontraksi
1. Serat otot tipe
a. Lambat-berkedut atau Tipe I serat, serat oksidatif-lambat
b. Cepat-berkedut atau serat Tipe II,-glikolitik serat cepat
c.T ipe IIA serat, cepat oksidatif
















DAFTAR PUSTAKA

Junusal Hairy. 1989. Fisiologi Olahraga jilid I. Jakarta: Ikip Padang.