ASTAXANTHIN MENCEGAH EFEK NEKROSIS DAN PERADANGAN OTOT PADA TIKUS YANG MENGALAMI OVERTRAINING

TESIS

ASTAXANTHIN MENCEGAH EFEK NEKROSIS DAN PERADANGAN OTOT PADA TIKUS YANG MENGALAMI OVERTRAINING

RISTIE DARMAWAN NIM O79O761014

PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2012

ASTAXANTHIN MENCEGAH EFEK NEKROSIS DAN PERADANGAN OTOT PADA TIKUS YANG MENGALAMI OVERTRAINING

Tesis untuk memperoleh Gelar Magister pada Program Magister, Program Studi Ilmu Biomedik, Program Pascasarjana Universitas Udayana

RISTIE DARMAWAN

NIM 0790761014

PROGAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2012

ii

Lembar Pengesahan

TESIS INI TELAH DISETUJUI TANGGAL …………….

PembimbingI,

Pembimbing II,

Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, MSc. Sp And. Prof. Dr. dr. Wimpie I Pangkahila, Sp And. FAACS NIP. 194402011964091001

NIP. 194612131971071001

Mengetahui

Ketua Program Studi Ilmu Biomedik

Direktur Program Pascasarjana

Program Pascasarjana, Universitas Udayana,

Universitas Udayana,

Prof.Dr.dr. Wimpie I. Pangkahila, Sp And. FAACS

Prof. Dr.dr. A.A.Raka Sudewi, Sp.S (K)

NIP. 194612131971071001

NIP. 195902151985102001 iii

Tesis Ini Telah Diuji pada Tanggal

Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana No. :……………. ,Tanggal……………..

Ketua

: Prof. Dr. dr. Wimpie I. Pangkahila, Sp.And. FAACS

Anggota

:

1. 2. 3. 4.

Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, MSc, Sp. And. Prof. Dr. dr. N. Adiputra, MOH, Prof. dr. I Ketut Tirtayasa, MS, AIF, Dr. dr. Ida Sri Iswari, SpMK,M. Kes

iv

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji syukur kepada Tuhan yang maha esa atas anugerahNya tesis ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Prof. Dr. dr. Wimpie I. Pangkahila, Sp.And. FAACS dan Prof. Dr. dr. J. Alex Pangkahila, MSc, Sp. And., sebagai pembimbing utama yang telah memberi dorongan, semangat, bimbingan dan saran selama penulis mengikuti program pasca sarjana, terutama dalam menyelesaikan penelitian dan tesis ini. Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Rektor Universitas Udayana, Prof. Dr. dr. I Made Bakta, SpPD. KOHM, atas kesempatan dan fasilitas yang di berikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidkan Program Pasca Sarjana di Uniersitas Udayana. Ucapan terima kasih ini juga ditujukan kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, Prof. Dr.dr. A.A. Raka Sudewi, SpS (K), atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Pascasarjana Universitas Udayana. Juga penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. dr. I Ketut Suastika, Sp PD. KEMD, Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, atas ijin yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan program Pascasarjana. Pada kesempatan ini, penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada Dr. Ida Bagus Ngurah, Kepala Laboratorium Farmakologi Fakultas v

Kedokteran Universitas Udayana beserta staf, I Gede Wiranatha, S. Si dan Drh. Ida Bagus Oka Winaya, Kepala Laboratorium Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana beserta staf, juga kepada I Ketut Tunas, M.Si yang telah membantu dalam menyelesaikan penelitian penulis. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada para penguji yaitu, Prof. Dr. dr. N. Adiputra, MOH, Prof. dr. I Ketut Tirtayasa, MS, AIF, Dr. dr. Ida Sri Iswari, SpMK,M. Kes, yang telah memberikan masukan, saran, sanggahan dan koreksi sehingga tesis ini dapat terwujud seperti ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada pada dosen Pasca Sarjana Ilmu anti penuaan Universitas Udayana beserta staf yang telah memberi kuliah, bimbingan juga membantu dari segi teknis, kepada teman-teman sejawat, dan kepada seluruh guru yang telah membimbing penulis, mulai dari sekolah dasar sampai perguruan tinggi. Juga kepada Ayahanda almarhum dan ibunda yang telah membesarkan dan memberikan pendidikan pada penulis. Akhirnya penulis sampaikan terima kasih kepada anak-anak yang telah berkorban memberikan penulis kesempatan untuk berkonsentrai menyelesaikan tesis ini. Semoga Tuhan Yang Mahaesa selalu melimpahkan rahmatNya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini.

vi

ABSTRAK ASTAXANTHIN MENCEGAH EFEK NEKROSIS DAN PERADANGAN OTOT PADA TIKUS YANG MENGALAMI OVERTRAINING Olahraga dapat memperlambat proses penuaan, tetapi olah raga yang melebihi kapasitas kemampuan tubuh untuk melakukan pemulihan, yang disebut overtraining dapat merugikan kesehatan. Beberapa teori tentang kerusakan yang terjadi pada overtraining disebabkan karena peumpukan radikal bebas. Penumpukan radikal bebas dapat diturunkan oleh asupan antioksidan. Penelitian ini dilakukan berdasarkan hipotesa terjadi nekrosis dan peradangan jaringan otot pada tikus yang mengalami overtaining dan pemberian Astaxanthin dengan dosis 1,2 mg/kgBB secara teratur mencegah efek nekrosis dan peradangan jaringan otot sebagai akibat overtraining tersebut. Penelitian dilakukan terhadap 24 ekor tikus yang dibagi menjadi 3 kelompok, masing-masing berjumlah 8. Kelompok kontrol, kelompok tikus yang mendapat perlakuan renang selama 10 menit setiap hari sebanyak 8 ekor, kelompok perlakuan, tikus yang mengalami perlakuan renang sampai kelelahan dan tidak dapat berenang lagi setiap hari dan kelompok tikus yang mendapat perlakuan renang sampai kelelahan dan tidak dapat berenang lagi serta diberikan asupan Astaxanthin 1,2 mg/kgBB setiap hari. Percobaan dilakukan selama 30 hari. Setelah 30 hari, otot gastrocnemius depan tikus diambil dan diamati struktur histologisnya. Hasil pengamatan, tidak ada perubahan struktur histologis otot gastrocnemius tikus kontrol yang mendapat perlakuan renang selama 10 menit setiap hari terhadap tikus yang tidak mendapat perlakuan. Terjadi nekrosis dan peradangan otot pada kelompok tikus yang mendapat perlakuan renang sampai terjadi kelelahan setiap hari dan kelompk tikus yang mendapat perlakuan renang sampai terjadi kelelahan dan diberi asupan astaxanthin 1,2 mg/kgBB yang bermakna ( p<0.05 ). Berdasarkan uji Wilcoxon didapatkan bahwa pada kelompok yang diberikan astaxanthin 1,2 mg/kg BB mengalami penurunan nekrosis secara bermakna sebesar 76,47% dan mengalami penurunan sel radang secara bermakna sebesar 73,33% dibandingkan dengan kelompok yang direnangkan maksimal saja Kesimpulan, tingkat kejadian nekrosis dan sel radang pada tikus yang diperlakukan renang maksimal dan diberi asupan Astaxanthin 1,2 mg/kgBB lebih rendah dari tikus yang diperlakukan renang 10 menit.

Kata kunci : Overtraining, Astaxanthin.

vii

ABSTRACT ASTAXANTHIN PREVENTS THE NEROSIS AND INFLAMATION PROCESS OF THE MUSCLE TISSUE THAT IS CAUSED BY OVERTRAINING IN RATS Many studies showed that exercise slowed down the aging process. In addition, they also showed exercise that exceeds the body ability to recover, which was known as overtraining, negatively affected the health. Some theories of the overtraining impact to body was caused by the accumulation of the free radicals, while the free radical accumulation is reduced by the antioxidant. Based on those theories, this study hypothesis was necrosis and inflammation process happened in the muscle of rats that did the overtraining exercise and 1.2 mg/kgBB of astaxanthin intake regularly reduced the necrosis and inflammation process as the impact of the overtraining. The study samples were 24 rats which were divided into 3 groups. Control group was a group of 8 rats that swam for 10 minutes every day, Experimental group were a group of 8 rats that swam to exhaustion every day, and a group of 8 rats that swam to exhaustion and was administered, by oral gastric tube, 1.2 mg/kgBW of astaxanthin daily. The study was done for 30 days then the m. gastrocnemius of the rats was observed histologically under the microscope. Results showed no histology changes in control group. However, significant histology changes of the m. gastrocnemius, such as necrosis and inflammation process, happened in the group that swam to exhaustion every day and also in the group that swam to exhaustion with 1.2 mg/kgBW astaxanthin supplementation every day ( p < 0.05 ). By Wilcoxon analysis, showed that the necrosis happened in the group that swam to exhaustion with 1.2 mg/kgBW astaxanthin was less to 76.47%, and the inflammation was less to 73.33% compare to the group that swam to exhaustion only. Conclusion, there was significant decreasing number of the necrosis and inflammatory process in the group of rats that swam to exhaustion with 1.2 mg/kgBW astaxanthin intake compare to the group that swam to exhaustion only. Key words : Overtraining, Astaxanthin.

viii

DAFTAR ISI

Halaman SAMPUL DALAM ……………………………………………………… i PRASYARAT GELAR …………………………………………………

ii

LEMBAR PERSETUJUAN …………………………………………….

iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI ……………………………………… iv UCAPAN TERIMA KASIH ……………………………………………… v ABSTRAK ……………………………………………………………….. vii ABSTRACT ……………………………………………………………… viii DAFTAR ISI …………………………………………………………….

ix

DAFTAR TABEL ………………………………………………………

xii

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………..

xiii

DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………..

xiv

BAB I PENDAHULUAN…………………………………………..…… 1 1.1.

Latar Belakang……………………………………………. 1

1.2.

Rumusan Masalah………………………………………… 4

1.3.

Tujuan Penelitian ………………………………………… 5

1.4.

Manfaat Penelitian ……………………………………….. 5

BAB II KAJIAN PUSTAKA …………………………………………… 7 2.1.

Overtraining ……………………………………………… 7 ix

2.2.

Stress Oksidatif dan Antioksidan …………………………….. 23

2.3.

Astaxanthin ………………………………………………….. 39

BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN ……………………………………………………………………

47

3.1.

Kerangka Berpikir…………………………………………..

47

3.2.

Kerangka Konsep …………………………………………..

48

3.3. Hipotesis Penelitian ………………………………………....

48

BAB IV METODE PENELITIAN ………………………………………..

49

4.1. Rancangan Penelitian ……………………………………….

49

4.2. Lokasi dan Waktu Penelitian ……………………………….

51

4.3. Teknik Sampling dan Kriteria ………………………………

51

4.4. Besar Sampel ……………………………………………….

52

4.5. Variabel Penelitian …………………………………………...

53

4.6. Bahan dan Alat Penelitian ……………………………………

56

4.7. Prosedur Penelitian …………………………………………..

56

4.8. Alur Penelitian……………………………………………….

58

4.8. Analisa Data ………………………………………………….

58

BAB V HASIL PENELITIAN ……………………………………………

60

5.1. Uji Normalitas Data ………………………………………….

60

5.2. Nekrosis Dalam Jaringan Otot ………………………………

61

5.2.1. Analisis Efek Perlakuan ……………………………….

61

x

5.2.2. Analisis Komparasi Antara Sebelum dan Sesudah Perlakuan …………………………………………………………… 63 5.3. Sel Radang Dalam Jaringan Otot ………………………………. 63 5.3.1. Analisis Efek Perlakuan …………………………………. 63 5.3.2. Analisis Komparasi Antara Sebelum dan Sesudah Perlakuan ……………………………………………………………. 65 BAB VI PEMBAHASAN …………………………………………………… 67 6.1. Subyek Penelitian ………………………………………………. 67 6.2. Pemberian Astxanthin ………………………………………….. 67 6.3. Pengaruh Astaxanthin terhadap Nekrosis ………………………. 68 BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ……………………………………….. 78 7.1. Simpulan ……………………………………………………….. 78 7.2. Saran …………………………………………………………… 78 DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………… 80 LAMPIRAN …………………………………………………………………. 85

xi

DAFTAR TABEL

Halaman 5.1. Hasil Uji Normalitas Data Nekrosis dan Sel Radang Setelah Perlakuan … 61 5.2. Rerata Nekrosis Jaringan Otot antar kelompok sesudah diberikan perlakuan………………………………………………………………...…61 5.3. Analisis Komparasi Nekrosis antara Sebelum dan Sesudah Perlakuan …... 63 5.4. Rerata Sel radang Jaringan Otot antar kelompok sesudah diberikan perlakuan……………………………………………………………….…...64 5.5. Analisis Komparasi Sel radang antara Sebelum dan Sesudah Perlakuan… 65

xii

DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1. Hubungan antara Volume Aktivitas Fisik dengan Manfaatnya terhadap Kesehatan …………………………………………………………........ 9 2.2. Grafik Pelatihan Periodisasi …………………………………………..

13

2.3. Skema terjadi sindroma overtraining pada pelatihan endurans ……….. 14 2.4. Perubahan struktur histologis pada otot yang mengalamai overtraining. 21 2.5. SkemaTerganggunya keseimbangan Species Reaktif dan Antioksidan... 24 2.6. Struktur Kimia Astaxanthin ……………………………………………. 40 3.1. Kerangka Konsep……………………………………………………….. 48 4.1. Bagan Rancangan Penelitian……………………………………………. 49 4.2. Gambaran serat otot normal ……………………………………………. 54 4.3. Nekrosis dan Sel radang ……………………………………………….. 55 4.4. Alur Penelitian ………………………………………………………….. 58 5.1. Grafik Terjadinya Nekosis setelah Pemberian Overtraining+Astaxanthi 62 5.2. Grafik Penurunan Sel Radang setelah Pemberian astaxanthin ………… 65

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman 1. Konversi Perhitungan Dosis Untuk Beberapa Jenis Hewan dan Manusia…. 85 2. Gambaran Histologis Serat Otot ………………………………………..…. 86 3. Distribusi Hasil ………………………………………………………..…..

89

4. Uji Normalitas Data Nekrosis dan Sel Radang ………………………...….. 91 5. Uji Kruskal-Wallis Data Nekrosis dan Sel Radang antar Kelompok Perlakuan. ………………………………………………………………………….....…….92 6. Uji Wilcoxon Sign Rank Test Data Nekrosis antara Sebelum dengan Sesudah Perlakuan …………………………………………………………….…..… 94 7. Uji Wilcoxon Sign Rank Test Data Sel Radang antara Sebelum dengan Sesudah Perlakuan…………………………………………………………. 96 8. Statistik Deskriptif ……… ………………………………………………. 99 9. Perhitungan Persentase hasil penelitian... …………………………………. 100 10.Keterangan Kelaikan Etik …………………..…….……….……………….101

xiv

1

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang Seiring dengan meningkatnya kepedulian masyarakat akan hidup sehat, ilmu pengetahuan tentang anti penuaan terus berkembang. Berbagai usaha dilakukan orang untuk menunda proses penuaan. Orang ingin berumur panjang tetapi tetap sehat dan mempunyai kualitas hidup yang baik dalam menjalani hari tuanya. Ilmu anti penuaan terus berkembang dengan berbagai penelitian yang semuanya ditujukan untuk mendalami tentang proses penuaan dan mencari pengetahuan tentang cara mengatasi dan memperlambat proses penuaan tersebut, yaitu mencegah penyakit, kesakitan, ketidakmampuan dan keterbatasan dalam melakukan kegiatan sehari-hari. Ada 4 prinsip teori proses penuaan yaitu teori “ wear and tear “, teori neuro endokrin, teori kontrol genetik dan teori radikal bebas. Sampai saat ini diyakini ada 5 pilar ilmu anti penuaan yaitu : diet, nutrisi, suplementasi, olah raga, dan terapi sulih hormon. Olah raga atau pelatihan merupakan pertahanan pertama melawan proses penuaan. Dengan

berolah raga fungsi tubuh dapat

dipertahankan dan

umur bertambah tua (Goldman,

ditingkatkan walaupun

2007). Kurangnya aktivitas fisik merupakan faktor resiko terhadap penyakit kardiovaskular, dan sejumlah penyakit kronik lainnya termasuk kencing manis, kanker (usus dan payudara), obesitas, hipertensi, kelainan tulang dan sendi

2

(osteoporosis dan keradangan sendi), dan depresi. Mortalitas karena penyakit kardiovaskular dan kanker yang lebih rendah pada kelompok dengan pelatihan intensif, dan terjadi peningkatan resiko pada grup dengan aktivitas fisik rendah. Kebugaran fisik yang lebih tinggi menunda semua penyebab mortalitas primer yang disebabkan oleh penyakit kardiovaskular dan kanker (Darren dkk, 2006). Namun banyak orang tidak memahami cara berolahraga yang baik untuk kesehatan. Salah satu kesalahan yang sering dilakukan adalah overtraining. Overtraining terjadi bila volume dan intensitas pelatihan melebihi kapasitas pemulihan tubuh yang akan mengakibatkan penurunan kekuatan dan kebugaran. Hal ini sering terjadi pada orang yang banyak melakukan olah raga endurans. Overtraining juga bisa menyebabkan kerusakan otot yang biasanya terjadi pada orang yang jarang melakukan olah raga, terutama jika yang melibatkan otot besar dan gerakan pelenturan otot (Clarkson dan Hubal, 2002). Olahraga yang bertujuan memperpanjang hidup dan kesehatan adalah aktivitas fisik yang dilakukan dengan semangat dan memenuhi syarat tertentu, tetapi bukanlah aktivitas yang berlebihan, bukan pula yang bersifat kompetitif tinggi dan dengan penyalahgunaan (Pangkahila, 2007). Penggunaan otot yang berlebihan pada keadaan overtraining atau cidera otot dapat mengakibatkan respon peradangan (inflamasi) di mana terjadi invasi neutrofil yang diikuti dengan makrofag. Proses inflamasi ini terjadi juga pada mekanisme perbaikan, regenerasi dan pertumbuhan otot yang menyebabkan aktivasi dan proliferasi dari sel satelit, diikuti dengan diferensiasi akhir. Akhirakhir ini mulai dilakukan penelitian untuk mengeksplorasi hubungan antara fungsi sel inflamasi dan kerusakan otot dan perbaikan otot dengan menggunakan

3

tikus, hilangnya antibodi dari kumpulan sel inflamasi spesifik, atau terjadinya inflamasi pada otot setelah cidera (Clarkson dan Hubal, 2002). Berdasarkan teori kemungkinan terjadinya kerusakan otot pada keadaan overtraining yang disebabkan penumpukan radikal bebas, maka dibutuhkan asupan antioksidan untuk mencegah kerusakan otot tersebut. Radikal bebas merupakan salah satu bentuk senyawa oksigen reaktif, secara umum diketahui sebagai senyawa yang memiliki electron tidak berpasangan. Senyawa ini terbentuk di dalam tubuh, dipicu oleh bermacammacam faktor. Pada proses metabolisme sering kali terjadi kebocoran elektron. Dalam kondisi demikian, mudah sekali terbentuk radikal bebas, seperti anion superoksida, hidroksil, dan lain-lain. Radikal bebas juga dapat terbentuk dari senyawa lain yang sebenarnya bukan radikal bebas, tetapi mudah berubah menjadi radikal bebas, misalnya, hidrogen peroksida (H2O2), ozon, dan lain-lain. Kedua kelompok senyawa tersebut sering diistilahkan sebagai Senyawa Oksigen Reaktif (SOR) atau Reactive Oxygen Species (ROS) (Iorio,2007). Anti oksidan merupakan senyawa pemberi elektron atau reduktan. Senyawa ini mempunyai berat molekul kecil, tetapi mampu mengaktivasi berkembangnya reaksi oksidasi, dengan cara mencegah terbentuknya radikal. Antioksidan juga merupakan senyawa yang dapat menghambat reaksi oksidasi, dengan mengikat radikal bebas dan molekul yang sangat reaktif. Akibatnya, kerusakan sel akan dihambat (Iorio, 2007). Ada banyak macam antioksidan di antaranya: vitamin E, vitamin C, carotenoid, polyphenols, flavonoids,dan yang lainnya. Astaxanthin adalah salah satu kelompok pigmen natural dari karotenoid. Di alam karotenoid dihasilkan

4

sebagian besar oleh tanaman dan golongan mikroskopiknya yaitu mikroalgae. Astaxanthin terbanyak dihasilkan oleh suatu mikroalgae Haematococcus pluvialis.

Sumber

lain

adalah

hasil

fermentasi

ragi

merah

muda

Xanthophyllomyces dendrorhous atau ekstrak dari produk pigmen seperti udang Antarctic Krill (Euphausia superba). Selain dari alam astaxanthin juga dapat dihasilkan sintetis kimia, dan banyak digunakan sebagai makanan ikan. Astaxanthin

memiliki

molekul yang sama dengan famili karotenoid beta-

karoten, tetapi sangat berbeda pada struktur kimia dan biologi. Astaxanthin menunjukkan potensi antioksidan yang lebih tinggi dibandingkan dengan betakaroten pada penelitian di laboratorium (Cysewski dan Lorenz,2000). Dalam penelitian Ikeuchi dkk (2006), dilakukan penelitian dengan menggunakan dosis astaxanthin 1,2 mg/kg BB pada tikus, di mana terjadi peningkatan waktu renang sebelum terjadi kelelahan dibanding kelompok kontrol. Berdasarkan penelitian tersebut, penelitian ini dilakukan dengan menggunakan astaxanthin dengan dosis yang sama, apakah juga dapat mencegah kerusakan otot yang disebabkan overtraining.

1.2.

Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas maka dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut. 1. Apakah terjadi nekrosis dan peradangan jaringan otot pada tikus yang mengalami overtaining?

5

2. Apakah pemberian Astaxanthin dengan dosis 1,2 mg / kgBB secara teratur dapat mencegah efek nekrosis dan peradangan jaringan otot sebagai akibat overtraining ?

1.3. Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan Umum Untuk mengetahui apakah terjadi kerusakan otot pada tikus yang mengalami overtraining dan untuk mengetahui apakah antioksidan dapat menurunkan kejadian kerusakan otot pada tikus yang mengalami overtraining 1.3.2. Tujuan Khusus 1. Untuk mengetahui apakah terjadi nekrosis dan peradangan jaringan otot pada tikus yang mengalami overtraining. 2. Untuk mengetahui apakah pemberian Astaxanthin dengan dosis 1,2 mg/kgBB secara teratur dapat mencegah terjadinya nekrosis dan peradangan jaringan nekrosis pada otot tikus yang diakibatkan oleh overtraining.

1.4. Manfaat Penelitian 1. Didapatkan data-data ilmiah yang dapat digunakan sebagai bahan acuan untuk memberikan informasi mengenai terjadinya nekrosis dan peradangan jaringan otot pada keadaan overtaining dan pemberian Astaxanthin dapat menurunkan efek nekrosis dan peradangan otot tersebut pada tikus. 2. Memberikan informasi pada masyarakat bahwa

terjadi nekrosis dan

peradangan jaringan otot pada keadaan overtraining

dan asupan

6

antioksidan khususnya astaxanthin dengan dosis 1,2 mg / kg BB dapat menurunkan efek nekrosis dan peradangan otot tersebut pada tikus.

7

BAB II KAJIAN PUSTAKA

2.1. Overtraining Ada 4 teori utama terjadiya proses penuaan yaitu teori “ wear and tear “, teori neuro endokrin, teori kontrol genetik dan teori radikal bebas. Banyak penelitian yang menunjukkan penumpukan radikal bebas yang secara terus menerus merusak sel dan jaringan yang merupakan faktor utama menunjang proses penuaan. Pada sistem tubuh mamalia reaksi radikal bebas sangat melibatkan faktor oksigenasi (Harman, 2004). Pelatihan endurans dapat meningkatkan pemakaian oksigen dibanding saat beristirahat. Hal ini dapat membentuk radikal bebas dan dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan otot ataupun jaringan tubuh lainnya. Tubuh mempunyai

pertahanan

antioksidan

dari

dalam

yang

dapat

melawan

pemebentukan radikal bebas tersebut. Pelatihan atau olah raga merupakan faktor utama yang dapat mecegah proses penuaan, namun harus dilakukan dengan dosis yang tepat agar tidak terjadi keadaan yang disebut overtraining yang malah dapat membahayakan bagi kesehatan (Reynolds, 2010). Olah raga merupakan satu faktor penting dalam kesehatan dan menunda proses penuaan. Banyak penelitian yang menunjukan bukti bahwa aktivitas fisik teratur atau olah raga menurunkan resiko seseorang mengalami penyakit yang mengancam jiwa seperti penyakit jantung dan paru, juga kanker. Telah terbukti bahwa olah raga dapat menurunkan morbiditas dan mortalitas, tidak hanya meningkatkan harapan hidup tapi juga meningkatkan produktivitas hidup. Salah

8

satu hasil penelitian yang penting adalah olah raga dengan intensitas sedang dapat berguna untuk kesehatan secara signifikan. Hanya dengan melakukan aktivitas fisik teratur dapat menurunkan tekanan darah, menurunkan lemak dan kadar cholesterol, meningkatkan kadar HDL, dan meningkatkan kepekaan terhadap insulin (Beers,2004). Beberapa keuntungan lain yaitu meningkatkan tingkat energi, meningkatkan rasa percaya diri, meningkatkan kekuatan dan kemampuan melakukan kegiatan sehari-hari, meningkatkan massa otot dan menurunkan lemak tubuh. Sulit menemukan sumber anti penuaan lain yang sebaik seperti aktivitas fisik regular atau olah raga (Bell, 2008). Berolah raga dan aktivitas fisik sangat berguna untuk meningkatkan kesehatan dan kualitas hidup. Untuk tujuan kesehatan umum dibutuhkan sedikitnya 30 menit melakukan aktivitas fisik atau olah raga sebanyak 5x perminggu. Namun jika ingin mengurangi berat badan atau untuk tujuan khusus dari kebugaran, diperlukan olah raga lebih dari itu (Haskell dkk, 2007). Menurut Elstein (2005), dibutuhkan olah raga 45-60 menit berjalan sebanyak 5x perminggu akan meningkatkan kesehatan. Di beberapa negara maju olah raga digunakan sebagai terapi utama untuk berbagai jenis penyakit selain untuk menunda proses penuaan. Banyak penelitian yang membuktikan bahwa dengan olah raga teratur dapat menurunkan LDL, Trigligliserida, memperbaiki komposisi tubuh, menurunkan tekanan darah bagi penderita hipertensi dan meningkatkan kepekaan terhadap insulin, meningkatkan HDL dan lain-lain (Darren dkk, 2006). Pada grafik di halaman berikut dapat dilihat keuntungan yang didapat dari olah raga:

9

Gambar 2.1. Hubungan antara Volume Aktivitas Fisik dengan Manfaatnya terhadap Kesehatan (Bell, 2000)

Pada

grafik di atas terlihat bahwa dengan berolah raga atau melakukan

aktivitas fisik yang menghabiskan 3000 kcal per minggu

secara signifikan

mengurangi kadar trigliserida, menurunkan tekanan darah pada penderita hipertensi, memperbaiki komposisi tubuh dan meningkatkan HDL ( Gledhill dan Jamnick, 2003). Pada penelitian Lee dan Paffenbarger (2000), didapatkan bahwa pelatihan ringan (< 4 METs) tidak menurunkan tingkat mortalitas, sedangkan aktivitas sedang (4 – 6 METs) menguntungkan dan aktivitas lebih tinggi (> 6 MET ) jelas menurunkan angka kematian. Banyak pilihan macam olah raga yang dapat dilakukan untuk menunjang kesehatan, menunda proses penuaan bahkan sebagai terapi untuk berbagai jenis penyakit. Namun untuk mendapatkan keuntungan optimal dari olah raga terhadap

10

kesehatan diperlukan tatacara olah raga yang benar. Sama seperti obat-obatan yang digunakan untuk terapi penyakit, maka olah raga pun mempunyai dosis tertentu dan bersifat individual (Bell, 2008). Sering kali olah raga dilakukan dengan berlebihan karena salah mengartikan bahwa olah raga itu sehat bagi kesehatan sehingga timbul persepsi bahwa semakin banyak beroleh raga maka efek bagi kesehatan akan semakin baik. Kenyataannya olah raga secara berlebihan yang sering disebut overtraining akan membahayakan kesehatan. Sering kali olah raga dilakukan dengan dosis dan cara yang salah yang bahkan dapat membahayakan bagi kesehatan. Overtraining dapat juga terjadi pada orang yang jarang berolah raga kemudian melakukan olah raga yang melebihi kemampuannya. Overtraining terjadi saat adanya ketidakseimbangan antara pelatihan dan pemulihan, pelatihan dan kapasitas kemampuan pelatihan, stres dan toleransi stres. Yang dimaksud dengan stres adalah gabungan dari stres karena pelatihan dan faktor lain. Overtraining jangka pendek akan terjadi selama beberapa hari sampai 2 minggu dengan gejala kelelahan, menurunnya kapasitas pelatihan maksimal, ketidakmampuan untuk berkompetisi.

Pemulihan terjadi beberapa

hari, dengan prognosis yang lebih baik. Overtraining jangka panjang terjadi selama beberapa minggu sampai berbulan-bulan yang mengakibatkan sindroma overtraining. Penumpukan pelatihan yang berlebih dengan kelelahan lain, menyebabkan penurunan kapasitas pelatihan maksimal, gangguan perasaan, kekakuan dan kenyerian otot, dan menurunnya kemampuan berkompetisi jangka panjang. Pemulihan sempurna memerlukan waktu berminggu-minggu sampai berbulan-bulan. Selain itu juga terjadi perubahan komponen dalam darah, tingkat

11

hormon, dan pengeluaran katekolamin pada air seni malam hari (Cunha dkk, 2006). Overtraining terjadi ketika intensitas dan volume pelatihan melebihi kapasitas pemulihan, yang kemudian menyebabkan perubahan emosi, perilaku dan kondisi fisik seseorang. Bila dibiarkan berlangsung maka akan terjadi penurunan kebugaran dan kekuatan fisik. Overtraining sering terjadi pada pelatihan beban, juga pada atlet-atlet lain. Contoh dari overtraining yaitu pada pelatihan beban dengan intensitas tinggi untuk kelompok otot yang sama selama 2 hari berturut-turut. Peningkatan kekuatan dan kebugaran terjadi hanya saat periode istirahat setelah melakukan pelatihan berat. Proses tersebut memerlukan waktu 12 – 24 jam. Jika periode istirahat tidak cukup maka regenerasi sel tidak akan terjadi. Jika ketidakseimbangan antara pelatihan berat dan istirahat yang tidak cukup terus berlangsung maka performa akan menetap atau bahkan menurun. Overtraining ringan hanya memerlukan istirahat beberapa hari atau melakukan penurunan aktivitas sampai pemulihan terjadi. Jika tetap dilakukan pelatihan akan terjadi akumulasi kelelahan yang akan menetap bermingu-minggu bahkan berbulanbulan. Overtraining lebih mudah terjadi pada orang yang mengalami stres fisik dan psikologis, seperti jet lag, penyakit menahun, kelelahan kerja, menstruasi, gizi buruk. Merupakan masalah yang umum terjadi pada atlet binaraga dan para pelaku diet juga melakukan pelatihan dengan intensitas tinggi dan mengurangi asupan makanan. Dengan melakukan pelatihan berlebihan, dan waktu pemulihan yang terlalu singkat, beberapa kasus overtraining berat terjadi lebih kompleks

12

yang melibatkan banyak faktor termasuk beban pelatihan yang berat dan kurangnya waktu pemulihan (Harnish, 2009). Beberapa kemungkinan mekanisme overtraining : -

Terjadinya trauma kecil yang lebih cepat daripada proses penyembuhannya.

-

Penggunaan asam amino yang lebih cepat dibandingkan asupannya, sering disebut kekurangan protein.

-

Tubuh menjadi kekurangan kalori dan terjadi peningkatan pemecahan jaringan otot.

-

Kadar Cortisol (hormon stres) juga meningkat dalam waktu lama

-

Tubuh lebih lama berada dalam keadaan katabolik daripada anabolik (mungkin juga karena akibat dari peningkatan kadar cortisol)

-

Peregangan pada system saraf yang terus menerus selama pelatihan

-

Penumpukan radikal bebas yang kemudian menyebabkan kerusakan otot.

Overtraining merupakan sindrom kompleks, merupakan campuran gejala dan tanda dari perasaan kelelahan mental yang terlihat pada kelahan fisik dan penurunan performa. Tingkat metabolisme basal akan meningkat, penurunan berat badan yang berhubungan dengan keseimbangan negatif dari nitrogen, tingkat kembalinya denyut nadi pelatihan ke denyut nadi istirahat menjadi lebih lama. Sindroma overtraining meliputi perubahan hantaran neuron dan sistem endokrin terutama hypothalamus (Hartmann dan Mester, 2000).

13

Berikut adalah grafik pengaruh waktu pemulihan yang cukup dengan peningkatan kebugaran fisik.

Gambar. 2.2 Grafik Pelatihan periodisasi (Bell, 2008)

Garis grafik atas menunjukkan siklus pelatihan dan pemulihan yang tepat, terlihat terjadi peningkatan performa pelatihan. Garis grafik bawah menunjukan pelatihan yang berat dengan pemulihan yang tidak memadai, yang dalam waktu lama akan menyebabkan performa menurun dan terjadi gejala-gejala overtraining (Bell, 2008).

Berikut ini adalah skema mekanisme terjadinya sindroma overtraining

14

Ch ron ic im bal an ce

↑ Training Load

Inadequate recovery

↑Competition ↑Non Training Stress Factor

Neuromuscular overload

Sympathetic System Overload

Metabolic Overload

Glycogen Depletion

Decrease Neuromuscular function

Psychological Overload

Amino acid imbalance Altered hypothalamicpituitary function

Decrease βadrenoreceptor density

Brain Neurotransmitter imbalance Decrease intrinsic sympathetic activity Altered immune function Peripheral fatique Altered mood state Central Fatique Altered Productive function

Impaired Exercise Performance

Gambar. 2.3. Skema terjadi sindroma overtraining pada pelatihan endurans (Lehmann, 1998)

Adrenal Overload

Decrease Cortisol response

15

Adapun gejala yang muncul pada overtraining selain kelelahan menetap, juga akan terjadi gejala-gejala di bawah ini (Gleeson, 2002): -

nyeri otot yang menetap

-

peningkatan denyut jantung istirahat

-

peningkatan terjadinya penyakit infeksi

-

peningkatan kecelakaan saat pelatihan

-

depresi

-

hilangnya motivasi

-

berkurangnya nafsu makan

-

insomnia

-

kehilangan berat badan

-

gangguan pencernaan

-

penyakit infeksi berulang

Masih banyak masalah dengan kriteria diagnosis dan penjelasan terhadap gejala overtraining, banyak penelitian dilakukan untuk menemukan parameter yang tepat dan dapat diukur secara cepat saat berolah raga, seperti pencatatan stamina saat olah raga, perubahan berat badan, dan perubahan denyut jantung. Ada penelitian dilakukan pada atlet yaitu pengukuran kadar Urea dan Kreatin Kinase serum untuk mendeteksi keadaan overtraining secara dini. Namun hasil yang didapat sangat bervariasi sehingga sulit untuk diinterpretasikan. Ada penelitian

yang menyatakan bahwa terjadi perubahan parameter

metabolik dalam 4 minggu pada overtraining yaitu : penurunan kadal LDL dan VDRL, kadar hemoglobin, katekolamin. Laktat, glucose, glycerol, asam lemak bebas, albumin, leukosit, ammonia, sedangkan HDL, urea, creatinine, asam urat,

16

GOT, GPT, Gamma-GT, elektrolit serum tidak berubah, dan terjadi peningkatan kadar CPK. Radikal bebas akan meningkat sebagai akibat dari overtraining (Petibois dkk, 2000). Meningkatnya

metabolisme

aerobik

selama

pelatihan

berpotensi

mengakibatkan stres oksidatif. Terjadi peningkatan malondialdehyde-like substances dan lipid hydroperoxides dalam plasma setelah pelatihan berat akut. Suplementasi asam askorbat mencegah stres oksidatif yang disebabkan oleh pelatihan (Leeuwenburgh dan Heinecke, 2001). Beberapa mekanisme terjadinya kerusakan otot pada overtraining, menurut beberapa ahli akan dijelaskan berikut ini. Penggunaan otot yang berlebihan atau cidera otot dapat mengakibatkan respon peradangan (inflamasi) di mana terjadi invasi neutrofil yang diikuti dengan makrofag. Proses inflamasi ini terjadi juga pada mekanisme perbaikan, regenerasi dan pertumbuhan otot yang menyebabkan aktivasi dan proliferasi dari sel satelit, diikuti dengan diferensiasi akhir. Akhir-akhir ini mulai dilakukan penelitian untuk mengeksplorasi hubungan antara fungsi sel inflamasi dan kerusakan otot dan perbaikan otot dengan menggunakan tikus, hilangnya antibodi dari kumpulan sel inflamasi spesifik, atau terjadinya inflamasi pada otot setelah cidera. Penelitian ini menunjukkan gambaran yang rumit di mana sel inflamasi menyebabkan cidera dan juga perbaikan otot, melalui aksi gabungan dari radikal bebas, faktor pertumbuhan dan kemokin. Ada penelitian menunjukkan peran dari neutrofil dalam menyebabkan kerusakan otot segera setelah terjadi cidera otot (Tidball, 2005). Makrofag juga dapat menyebabkan kerusakan otot pada percobaan in vivo dan in vitro dengan melepaskan radikal bebas, walaupun ada beberapa

17

penelitian lain yang menunjukan bahwa makrofag juga berperan dalam perbaikan dan regenerasi otot melalui faktor pertumbuhan dan penanda cytokine-mediated. Namun, peranan makrofag pada regenerasi otot masih belum terbukti, sel lain di otot juga memproduksi faktor regerasi potensial. Pada penelitian yang lebih lanjut menunjukkan bahwa sel otot dapat melepaskan faktor regulasi positif dan negatif terhadap invasi sel inflamasi, yang berperan aktif dalam proses inflamasi. Nitric oxide yang berasal dari otot dapat menghambat invasi sel inflamasi ke otot yang sehat dan melindungi otot dari kerusakan akibat invasi sel inflamasi secara ini vivo dan in vitro (Tidball, 2005). Clarkson dan Hubal (2002), menyatakan bahwa kerusakan otot karena olah raga pada manusia sering timbul setelah melakukan olah raga yang berlebihan atau pertama kali melakukan olah raga, terutama olah raga yang melibatkan kontraksi otot eksentrik dalam jumlah besar. Penilaian langsung terhadap kerusakan otot karena olah raga meliputi gangguan sel dan subselular, terutama alur Z-line. Tanda-tanda kerusakan otot setelah berolah raga secara tidak langsung dapat dilihat dari

peningkatan intensitas signal T2 pada teknologi magnetic

resonance imaging, meningkatnya tanda-tanda inflamasi pada otot yang cidera dan pada darah, meningkatnya protein otot pada darah dan nyeri otot. Walaupun mekanisme yang pasti terjadinya hal tersebut belum jelas, pada awal cidera akan menyebabkan pemutusan serat otot, dan kerusakan tersebut terjadi bersamaan dengan proses inflamasi dan terjadi perubahan kekuatan kontraksi dan eksitasi dari otot tersebut. Dengan pelatihan yang baik pada otot maka akan terjadi adaptasi

pada otot tersebut. Walaupun ada beberapa teori yang mencoba

18

menjelaskan efek berulang dari pelatihan, yaitu pengaruhnya pada pembentukan motor unit, peningkatan jumlah sarkomer, berkurangnya respon inflamasi, dan berkurangnya serat otot yang peka terhadap stres, namun tidak ada suatu kesepakatan apa penyebab pasti (Pidcock, 2003). Pelatihan pada otot yang lelah akan merusak otot tersebut. Ini terlihat saat dilakukan pemeriksaan otot yang diambil pada atlet dengan mikroskop. Telah banyak penelitian yang melakukan biopsi jaringan otot dari atlet yang melakukan pelatihan endurans. Ditemukan terjadinya deteriorisasi dan degenerasi dari struktur di dalam sel otot, bersamaan dengan ditemukannya peradangan signifikan pada sel otot tersebut. Terjadinya peningkatan pembengkakan jaringan pengikat dan degenerasi dari serat otot pada atlet setelah berlari. Jenis kerusakan otot ini tidak selalu diikuti dengan rasa nyeri, tidak seperti kerusakan lainnya, yang muncul setelah latihan eksentrik. Aktivitas eksentrik adalah di mana otot berkontraksi ketika dilakukan peregangan secara berulang. Contohnya yaitu pada kegiatan lari menuruni tebing. Beban gravitasi meregangkan otot paha dan pada saat bersamaan otot paha juga berkontraksi saat berlari (Pidcock, 2003). Pelatihan yang lama dan pelatihan eksentrik mewakili dua mekanisme berbeda terhadap kerusakan otot, keduanya menunjukkan hasil akhir yang sama. Kerusakan otot karena pelatihan eksentrik dikarenakan mekanisme mekanik. Tekanan tinggi yang terbentuk pada serat otot tunggal selama pemanjangan otot akan menyebabkan kerusakan. Kekurangan glikogen mungkin tidak penting pada cidera yang disebabkan pelatihan eksentrik. Tetapi beberapa ahli percaya bahwa dengan menyediakan glikogen kembali setelah jenis pelatihan tersebut dapat mempercepat proses perbaikan. Sebagai pembanding, pelatihan yang lama

19

berhubungan

dengan

tidak

cukupnya

cadangan

glikogen

otot,

yang

mengakibatkan menurunnya produksi energi. Stres yang terjadi pada otot karena berusaha mempertahankan gerakan yang tetap, di mana tidak diikuti dengan bahan penghasil tenaga yang cukup, diyakini berperan dalam menyebabkan kerusakan otot. Glikogen, setelah dipecah menjadi glukosa, dapat digunakan untuk membuat ATP (Pidcock, 2003). Olahraga yang baru pertama dilakukan dapat menyebabkan kerusakan otot sementara yang dapat diperbaiki. Setelah olah raga endurans yang melelahkan, kerusakan otot dapat terjadi karena gangguan metabolism yang disebabkan oleh iskemia. Robeknya otot yang luas juga dapat muncul setelah pelatihan eksentrik dalam jangka waktu pendek jika digunakan tenaga yang besar dan memaksa. Pada pemeriksaan biopsi yang dilakukan setelah otot melakukan gerakan eksentrik berulang terlihat adanya pelebaran dan robeknya Z-disc pada otot. Otot yang mengalami tekanan eksentrik akan mengalami nyeri, berkurangnya kekuatan, dan menunjukan pelepasan protein otot ke sirkulasi. Creatinin Kinase

ditemukan hanya pada jaringan otot, maka CK sering

digunakan sebagai petanda kerusakan otot pada plasma. Selain itu kerusakan akan terus terjadi pada masa setelah berolahraga sebelum terjadinya perbaikan jaringan. Akan tetapi, penjelasan terhadap mekanisme tentang kerusakan otot karena olahraga dan perbaikan otot belum diketahui pasti. Banyak faktor yang mempengaruhi kerusakan dan proses perbaikan otot seperti calcium, lisosom, jaringan sekitar, radikal bebas, sumber energi dan protein sel otot dan serat otot. Dari banyak faktor tersebut yang banyak mempengaruhi kerusakan dan proses perbaikan otot adalah Calcium, lisosom, jaringan pengikat, radikal bebas, sumber

20

energi, sel otot dan protein miofibril. Akan terjadi adaptasi fisik yang terlihat pada berkurangnya tanda-tanda kerusakan yang terjadi setelah pelatihan berulang. Akhir-akhir ini beberapa peneliti memperkirakan bahwa efek buruk dapat dicegah saat dilakukan pelatihan awal. Pada saat dilakukan pelatihan kedua 1 sampai 6 minggu setelah pelatihan awal, terjadi penurunan kerusakan morfologi dan terjadinya penurunan peningkatan Creatine Kinase plasma. Beberapa hipotesis menjelaskan perubahan yang terjadi akibat pelatihan berulang dan pelatihan cepat. Serat otot yang peka terhadap stres dapat dihilangkan atau beberapa area di serat otot akan mengalami nekrosis dan regenerasi. Serat yang beregenerasi tersebut beserta adaptasi jaringan pengikat, akan lebih tahan dengan beban pelatihan yang selanjutnya (Ebbeling, 2003). Grobler dkk (2004a), membuktikan bahwa pelatihan endurans yang lama dan intensitas tinggi dapat menyebabkan kerusakan otot dan mengganggu fungsi otot sementara. Walaupun otot mempunyai kapasitas perbaikan dan adaptasi yang mengagumkan, namun tetap terbatas, dan menyebabkan terjadinya akumulasi dari kerusakan otot kronik. Pada penelitian kasus terlihat adanya hubungan antara pelatihan intensitas tinggi dengan waktu lama menimbulkan intoleransi terhadap pelatihan dan menyebabkan kelainan otot kronik. Pada penelitian tersebut, terlihat bahwa terjadi perubahan struktur histologis pada otot yang mengalamai overtraining yaitu dengan gambaran berupa adanya nukleus interna, berubahnya ukuran sel otot, gambaran nekrosis atau peradangan, dan agregasi mitokondria subsarcolema. Semua itu merupakan tanda khas dari kerusakan struktur otot.

21

Gambar berikut menunjukan gambaran histopatologis pada biopsi otot vastus lateralis atlet yang melakukan pelatihan endurans berat pada penelitian Grobler dkk (2004a).

Gambar 2.4. Perubahan struktur histologis pada otot yang mengalamai overtraining

Pada gambar 2.4. Dengan micrograf sinar terlihat kelainan struktural otot yang khas. (a) sample control (dengan pewarnaan Haematoxylin dan eosin, 640); (b) adanya sel inti interna yang ditunjukan oleh tanda panah (dengan pewarnaan Haematoxylin dan Eosin, 640); (c) adanya perubahan ukuran serat otot yang ditunjukan dengan tanda bintang (dengan pewarnaan Haematoxylin dan eosin, 640); (d) sel nekrosis yang ditunjukan oleh panah (dengan pengecatan Haematoxylin dan eosin, 640); (e) sampel kontrol dengan tanda panah menunjukan agregasi mitokondria subsarcolemmal minimal (dengan pewarnaan NADH-tetrazolim reduktase, 640); (f) agregasi mitokondria subsarcolema yang di tandai oleh panah (dengan pewarnaan NADH-tetrazolim reduktase, 640) (Grobler dkk, 2004a).

22

Penelitian tersebut membandingkan kelainan otot pada atlet dengan intoleransi pelatihan didapat dan kontrol atlet yang tidak mempunyai gejala yang melakukan pelatihan endurans selama bertahun-tahun pada kelompok umur yang sama. Temuan utama yang terpenting adalah ada banyak atlet dengan intoleransi pelatihan didapat yang menunjukan perubahan struktural (adanya inti interna dan perubahan ukuran serat otot) dan ultrastruktural (Z disc streaming) dari otot dibanding pada kelompok kontrol (Grobler dkk, 2004b). Serat otot pada orang yang aktif fisik, sehat umumnya mempunyai bentuk dan ukuran yang serupa, dan inti sel otot umumnya berada pada tepi sel otot. Walaupun ada beberapa variasi normal pada ukuran serat otot, meningkatnya serat otot atropi yang biasanya berhubungan dengan degenerasi otot. Adanya inti sel interna yang lebih dari 3% termasuk abnormal dan biasanya berhubungan dengan degenerasi otot dan regenerasi (Grobler dkk, 2004b). Penanganan overtraining yaitu: -

Istirahat dengan pelatihan ringan teratur. Lima minggu beristirahat akan memperbaiki

kondisi

fisik

dan

menunjukkan

bahwa

pelatihan

mental. dengan

Ada

bukti-bukti

intensitas

rendah

yang akan

mempercepat pemulihan. Karena itu perlu dilakukan pelatihan aerobik ringan selama beberapa menit tiap hari dan secara perlahan ditingkatkan selama berminggu-minggu. Sebaiknya dipilih jenis pelatihan yang berbeda dengan biasanya untuk menghindari kecenderungan untuk menyamai intensitas yang sama

pada pelatihan

yang sama (cross

training). Peningkatan pelatihannya tergantung dari gambaran klinis dan tingkat perbaikan yang terlihat, umumnya memerlukan waktu 6 – 12

23

minggu. Banyak yang melakukan kesalahan dengan tetap melakukan pelatihan seperti biasanya, akan mengalami kelelahan yang berat kemudian terjadi pemulihan tidak sempurna dan kembali ke kondisi overtraining lagi. -

mengurangi intensitas dan volume pelatihan

-

terapi pemijatan

-

Hidroterapi

-

pemijatan sendiri

-

terapi suhu (mandi dengan es dan air hangat).Terapi ini menggunakan reaksi tubuh terhadap rangsangan panas dan dingin yang akan diteruskan oleh sistem saraf ke bagian kulit yang lebih dalam, yang kemudian akan menstimulasi sistem imun, memperbaiki sirkulasi dan pencernaan dan mempengaruhi produksi hormon stres, meningkatkan aliran darah dan mengurangi kepekaan terhadap rasa sakit.

-

perbaikan nutrisi

-

pemakaian vitamin dan suplementasi, walaupun belum banyak didukung oleh penelitian ilmiah

2.2. Stres Oksidatif dan Anti Oksidan Stres Oksidatif adalah keadaan patologis yang disebabkan oleh kerusakan sel dan jaringan didalam tubuh karena peningkatan jumlah radikal bebas yang tidak normal. Stres oksidatif merupakan akibat langsung dari peningkatan radikal bebas dan atau menurunnya aktifitas fisiologi antioksidan dalam melawan radikal bebas.

24

Menurunnya asupan, sintesis dan/atau menurunnya kemampuan menggunakan antioksidan

Radiasi, obat, logam berat, rokok, alcohol, polusi, overtraining, kurang aktivitas, penyakit infeksi dan penyakit lainnya

Spesies Reaktif meningkat

satusio Penyakit Kardiovaskular

Gambar

2.5.

Antioksidan menurun

Kerusakan sel Kerusakan Jaringan Kerusakan organ Kerusakan sistemik

Dementia Parkinsonism

Penuaan Dini

SkemaTerganggunya Antioksidan

Peradangan, kanker

keseimbangan

Species

Penyakit lain

Reaktif

dan

Radikal bebas merupakan atom tunggal atau berkelompok yang sedikitnya mempunyai satu orbit terluar yang mempunyai satu elektron tunggal (tidak berpasangan) di mana seharusnya mempunyai elektron berpasangan. Antioksidan adalah unsur kimia atau biologi yang dapat menetralisasi potensi kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas tadi. Beberapa antioksidan endogen (seperti enzim superoxide-dismutase dan katalase) dihasilkan oleh tubuh, sedangkan yang lain seperti vitamin C dan E merupakan antioksidan eksogen yang harus didapat dari luar tubuh seperti buah-buahan dan sayursayuran (Iorio, 2007). Apakah suplementasi antioksidan perlu bagi individu yang melakukan pelatihan teratur ? Alasan ini muncul karena terjadi peningkatan radikal bebas

25

selama pelatihan. Radikal bebas adalah molekul yang mengandung satu electron tidak berpasangan pada orbit terluarnya. Selama metabolism oksidatif, banyak oksigen yang dikonsumsi akan terikat pada hydrogen selama fosforilasi oksidatif, kemudian membentuk air. Akan tetapi, diperkirakan bahwa 4-5% oksigen yang dikonsumsi saat bernapas tidak diubah menjadi air, tetapi akan membentuk radikal bebas. Maka, konsumsi oksigen akan meningkat selama pelatihan, juga akan terjadi peningkatan produksi radikal bebas dan peroksidasi lipid, yang kemudian radikal bebas tadi akan menimbulkan respon inflamasi dan menyebabkan kerusakan otot setelah pelatihan. Tubuh mempunyai sistem pertahanan antioksidan yang tergantung dari asupan vitamin, antioksidan dan mineral dan produksi antioksidan endogen seperti glutation. Vitamin C dan E dan beta karoten adalah antioksidan dan vitamin utama. Tidak diketahui pasti apakah sistem pertahanan antioksidan natural tubuh cukup untuk melawan peningkatan radikal bebas saat pelatihan ataukah perlu suplementasi tambahan (Clarkson dan Thompson, 2000). Polyunsaturated Fatty Acid (PUFAs) banyak terdapat di membrane sel dan pada low-density-lipoprotein (LDL). Radikal bebas lebih sering mengambil elektron dari selaput lemak dari sel, yang disebut dengan lipid peroksidasi. ROS mengarahkan ikatan karbon ganda pada PUFAs. Ikatan ganda karbon tersebut akan melemahkan ikatan carbon – hydrogen sehingga mempermudah pengambilan hydrogen oleh radikal bebas. Radikal bebas akan mengambil elektron tunggal dari hydrogen yang berikatan dengan karbon pada ikatan ganda. Akibatnya, akan ada karbon yang tidak berpasangan dan menjadi radikal bebas. Dalam upaya menstabilkan radikal bebas dengan pusat karbon

26

maka terbentuk molekul pengatur. Molekul pengatur tersebut dikenal dengan conjugated diene

(CD). CD ini dengan mudah akan beraksi dengan oksigen

untuk membentuk radikal proxy. Radikal proxy ini akan mengambil elektron dari molekul lipid lainnya dalam prosel propagasi sel. Proses ini berkelanjutan dalam suatu rantai reaksi. (Eritsland, 2000). Ada banyak jenis radikal bebas di dalam tubuh antara lain adalah radikal bebas dengan pusat gugus oksigen atau ROS. ROS yang paling umum adalah : anion superoksida (O2-), radikal hidroksil (OH), oksigen tunggal (1O2) dan hydrogen peroksida (H2O2). Anion superoksida terbentuk ketika oksigen membutuhkan berpasangan.

tambahan elektron, meninggalkan molekul Di

dalam

mitokondria

O2-

terus

yang tidak

dibentuk.

Tingkat

pembentukkannya tergantung dari jumlah oksigen yang mengalir melalui mitokondria pada waktu tersebut. Radikal hidroksil mempunyai waktu hidup singkat, tetapi merupakan radikal yang paling merusak dalam tubuh. Jenis radikal ini dibentuk dari O2- dan H2O2 melalui reaksi Harber-Weiss. Interaksi antara tembaga dan besi dan H2O2 juga memproduksi OH. Reaksi ini secara signifikan ditemukan di dalam tubuh dan dapat berinteraksi dengan mudah. Hidrogen peroksida diproduksi secara in vivo oleh banyak reaksi. Hidrogen peroksida merupakan unsur yang unik karena dapat berubah menjadi radikal hidroksil yang sangat merusak atau dapat juga dikeluarkan sebagai air yang tidak berbahaya. Gluthation peroksidase merupakan faktor penting untung mengubah glutation menjadi glutation oksida, pada saat H2O2 diubah menjadi air. Jika H2O2 tidak diubah menjadi air, 1O2 akan dibentuk. Oksigen tunggal bukanlah radikal bebas, tetapi dapat dibentuk selama reaksi radikal dan juga dapat menyebabkan reaksi

27

lebih lanjut. Oksigen tunggal melawan hukum Hund di mana pengisian elektron pada elektron yang mempunyai gugus delapan terluar yang berpasangan akan meninggalkan satu orbit kosong yang mempunyai energi sama. Ketika oksigen yang bertenaga menempel pada orbit yang kosong tadi akan menyebabkan elektron yang tidak berpasangan. Kemudian oksigen tunggal dapat mentransfer energi ke molekul yang baru dan berperan sebagai katalis pada pembentukan radikal bebas. Molekul tersebut juga bisa berinteraksi dengan molekul lain dan mengakibatkan pembentukan radikal bebas baru (Kehrer, 2000). Radikal bebas mempunya waktu paruh hidup yang singkat, yang membuat mereka sulit untuk diukur di laboratorium. Banyak metode pengukuran yang tersedia sekarang ini, tiap pengukuran mempunyai keunggulan dan keterbatasan. Radikal bebas dapat diukur dengan menggunakan Electron Paramagnetic (Spin) Resonance Spectroscopy (EPR/ESR) dan Spin Trapping Method. Kedua metode sangat memuaskan dan bahkan dapat

menangkap

radikal bebas dengan waktu paruh hidup terpendek (Rokyta dkk, 2004). Pada keadaan normal (saat istirahat) sistem pertahanan antioksidan di dalam tubuh dapat secara mudah mengatasi radikal bebas yang terbentuk. Selama waktu terjadi peningkatan pemakaian oksigen (contohnya saat pelatihan) produksi radikal bebas dapat berlebihan dan menyebabkan terjadinya peroksidasi lipid. Radikal bebas diyakini berperan menyebabkan penyakit kardiovaskular, kanker, Penyakit Alzheimer dan Parkinson (Capelli dan Cysewski, 2006). Pemakaian oksigen meningkat banyak selama pelatihan, di mana menyebabkan peningkatan terbentuknya radikal bebas. Tubuh akan melawan peiningkatan radikal bebas tersebut dengan sistem pertahanan antioksidan. Ketika

28

produksi radikal bebas melebihi kemampuan mengatasinya maka kerusakan oksidatif akan terbentuk. Radikal bebas yang terbentuk selama pelatihan kronik dapat melebihi kapasitas proteksi sistem antioksidan, akan membuat imunitas terhadap penyakit menurun dan cidera. Karena itu dibutuhkan suplementasi antioksidan. Radikal bebas menyerang membran dan merusak sel di mana dibutuhkan sistem kekebalan untuk melawannya. Jika pembentukan radikal bebas dan penyerangannya tidak dikendalikan di dalam otot selama pelatihan, maka otot dalam jumlah besar dapat dengan mudah menjadi rusak. Kerusakan otot dapat mempengaruhi performa dikarenakan terjadinya kelelahan. Salah satu langkah pertama dalam pemulihan kerusakan otot yang disebabkan pelatihan adalah dengan respon anti inflamasi dari daerah otot yang rusak. Radikal bebas sering berhubungan dengan respon inflamasi dan diperkirakan terjadi paling banyak 24 jam setelah selesai melakukan pelatihan berat. Jika teori ini benar maka antioksidan berperanan besar dalam mencegah kerusakan tersebut. Ada penelitian yang mengungkap semakin banyak aktivitas fisik berhubungan dengan menurunnya peningkatan kejadian peradangan pada orang dewasa sehat berumur diatas 40 tahun di Amerika. Hasil menunjukan hubungan antara aktivitas fisik dan menurunnya resiku penyakit jantung coroner yang diakibatkan oleh efek anti peradangan yang terbentuk saat aktivitas fisik (Abramson dan Vaccarino, 2002 ). Radikal bebas secara alami dibentuk oleh sistem di dalam tubuh dan mempunyai efek yang menguntungkan yang tidak disadari. Sistem kekebalan merupakan sistem utama tubuh yang menggunakan radikal bebas. Serangan benda asing ataupun kerusakan jaringan yang ditandai dengan radikal bebas oleh

29

sistem kekebalan. Hal tersebut menunjukkan jaringan mana yang perlu dikeluarkan dari tubuh. Karena itulah kebutuhan suplementasi antioksidan dipertanyakan, kemungkinan suplementasi akan menurunkan efektivitas dari kekebalan tubuh, namun diperlukan penelitian lebih lanjut untuk itu. Antioksidan bekerja dengan melindungi lipid dari proses peroksidasi oleh radikal bebas. Ketika radikal bebas mendapat elektron dari antioksidan, maka radikal bebas tersebut tidak ladi perlu menyerang sel dan reaksi rantai oksidasi akan terputus. Setelah memberikan elektron, antioksidan menjadi radikal bebas secara definisi. Antioksidan pada keadaan ini tidak berbahaya karena mereka mempunyai kemampuan untuk melakukan perubahan elektron tanpa menjadi reaktif. Tubuh manusia mempunya pertahanan sistem antioksidan. Antioksidan yang dibentuk di dalam tubuh dan juga didapat dari makanan seperti buahbuahan, sayur-sayuran, biji-bijian, kacang-kacangan, daging dan minyak. Ada dua garis pertahanan antioksidan di dalam sel. Garis pertahanan pertama, terdapat di membrane sel larut lemak yang mengandung vitamin E, beta karoten dan koensim Q (10). (Clarkson dan Thompson, 2000). Tubuh dalam keadaan normal akan memproduksi radikal bebas yang berhubungan dengan metabolism sel fisiologis. Contohnya, sintesis beberapa hormon akan menghasilkan radikal bebas, juga lekosit polimorfonukleus akan membentuk radikal bebas untuk membunuh bakteri yang membantu tubuh memerangi infeksi. Radikal bebas yang lain, seperti Nitric Oxide (NO) merupakan dasar homeostasis di dalam tubuh, karena NO berperan penting, termasuk menjaga tonus vaskular, agregasi platelet, adhesi sel, dan lain-lain. Adapun hal yang diyakini menyebabkan peningkatan produksi radikal bebas

30

berasal dari berbagai sumber seperti kegiatan fisik, kimiawi dan alam. Faktor alam yang menyebabkan peningkatan radikal bebas adalah polusi, radiasi, faktor fisik adalah kehamilan, overtraining, gaya hidup yaitu merokok, minum alkohol, makanan buruk, kurang berolahraga, efek psikologis seperti stres, emosi, berbagai penyakit, faktor lain seperti obat-obatan, terapi radiasi (Iorio, 2007). Pada keadaan sehat, tubuh dapat mencegah terbentuknya radikal bebas karena system pertahanan natural antioksidan tubuh, yang mempunyai kemampuan melawan aksi oksidan dari radikal bebas. Menurunnya efektivitas system tersebut menyebabkan defisiensi absolut atau relatif kadar antioksidan di dalam tubuh (Iorio, 2007). Radikal bebas berpotensi bahaya karena cenderung mengisi orbit externa yang tunggal dengan elektron lain. Adanya dua elektron pada orbit yang sama merupakan kondisi energi yang stabil secara maksimal. Karena itu, ketika radikal bebas dekat dengan target molekul, yang mempunyai satu atau lebih elektron, seperti molekul dari asam lemak tidak jenuh (seperti asam arachinoid), radikal bebas tersebut akan segera menarik keluar elektron dari target molekul tadi. Karena efek aksi oksidan ini, radikal bebas tersebut akan kehilangan potensi berbahayanya, sedangkan molekul baru yang terbentuk akan dirusak dan menjadi radikal bebas yang baru, di mana bila tidak tersedia antioksidan, reaksi yang sama akan terjadi pada molekul lain seperti pada karbohidrat, lipid, asam amino, peptide, protein, nukleotid, asam nukleat dan lain-lain (Iorio, 2007). Mekanisme yang paling umum terjadi di mana radikal bebas dapat melawan pertahanan antioksidan, radikal bebas tersebut akan menyerang komponen biokimia di dalam tubuh dan membentuk hydroperoksida. Dalam

31

bentuk patofisiologi tersebut sel akan mulai memproduksi radikal bebas dalam jumlah banyak, dikarenakan stres eksogen (unsur kimia fisik dan biologi) dan/atau

aktivitas

metaboliknya

(khususnya

pada

membrane

plasma,

mitokondria, retikulum endoplasma, dan sitosol), yang diantaranya terdapat radikal hidroksil (HOH) yang berbahaya, merupakan salah satu reactive oxygen species (ROS) yang paling berbahaya. Radikal hidroksil dapat menyerang setiap macam molekul (termasuk karbohidrat, lemak, asam amino, peptide, protein, nukleotid, asam nukleat dan lain-lain). Akibat dari proses ini, setiap molekul akan kehilangan satu elektron dan kemudian menjadi radikal. Setelah itu akan mulai terjadi reaksi rantai radikal, dikarenakan adanya molekul oksigen (melalui pernapasan), dan terbentuknya hidroperoksida (ROOH), sejenis Reactive Oxygen Metabolites (ROMs). Walaupun Hidroperoksida termasuk jenis kimia yang relatif stabil, mereka juga berpotensi membentuk radikal bebas lagi dan dapat mengoksidasi target molekul yang lain. Setelah itu sel akan menarik keluar hidroperoksida di lingkungan eksternal seperti di matriks ekstraselular dan akhirnya di cairan ekstraselular, termasuk darah, cairan cerebro-spinal, cairan pleura dan lain-lain. Terbukti bahwa hidroperoksida bukan hanya penyebab atau tanda dari stres oksidatif (karena berasal dari sel) tetapi juga berpotensi menyebabkan kerusakan awal pada seluruh bagian tubuh (karena kemampuannya bersirkkulasi di cairan extraseluler) (Iorio, 2007). Pelatihan fisik yang berat atau pelatihan yang tidak biasa akan menyebabkan cidera pada otot, pelepasan protein otot dan nyeri otot. Mekanisme terjadinya penundaan kerusakan otot setelah pelatihan fisik berat tidak sepenuhnya dimengerti,

tetapi diperkirakan terjadinya cidera yang tertunda

32

karena berhubungan dengan reaksi peradangan yang dipicu oleh infiltrasi fagosit yang disebabkan oleh stres mekanik yang berlebihan, terjadi peningkatan konsentrasi ion calcium intraseluler, dan stres oksidatif. Ada beberapa laporan mengenai apakah antioksidan dapat menurunkan kerusakan otot karena ditemukan peningkatan produk oksidatif secara signifikan pada otot yang mengalami pelatihan dan pada darah setelah pelatihan yang juga sebanding dengan parameter lain dari penundaan kerusakan otot (Wataru dkk, 2006). Cidera oksidatif setelah pelatihan dapat dicegah dengan asupan antioksidan seperti vitamin C dan E, karotinoid, atau polifenols, tidak hanya selama pelatihan, juga sehari-hari. Sebaliknya, ada beberapa peneliti menunjukan antioksidan tidak mempengaruhi kerusakan otot dan respon peradangan yang disebabkan oleh pelatihan sangat berat. Salah satu kemungkinan penyebab hasil yang berbeda adalah karena efek antioksidan sepertinya berbeda pada kondisi pelatihan seperti intensitas dari stres mekanik dan asupan oksigen. ROS (Reactive Oxygen Species) mungkin berhubungan dengan pemicu kerusakan otot. ROS terbentuk dari mitokondria dan endothel saat pelatihan melalui peningkatan pemakaian oksigen dari miosit dan proses iskemik reperfusi, yang menyebabkan invasi dari fagosit ke dalam otot setelah pelatihan melalui jalur peradangan redox-sensitif. Karena itu respon peradangan dapat dihambat jika produksi ROS selama pelatihan ditekan karena besarnya peran ROS sebagai pemicu kerusakan otot seperti pada pelatihan endurans yang lama bukan pada pelatihan resistensi. Sebaiknya mengkonsumsi beberapa antioksidan berbeda pada saat yang sama karena perbedaan unsur yang memberikan efek antioksidan,

33

seperti larut air atau larut lemak, dan mereka dapat saling menyediakan elektron untuk mencegah terjadinya keadaan pro oksidan (Wataru dkk, 2006). ROS berperan penting dalam terjadinya kerusakan otot karena pelatihan dan respon inflamasi otot akut. Radikal oksigen dibentuk melalui peningkatan neutrofil karena pernapasan yang penting dalam membersihkan jaringan otot yang rusak diakibatkan pelatihan dan mungkin juga berperan dalam terjadinya kerusakan lebih lanjut. Banyak olahragawan yang tertarik untuk menkonsumsi antioksidan untuk mengurangi respon peradangan dan penurunan fungsi optimal otot setelah pelatihan. Walaupun antioksidan mempunyai potensi mengurangi stres oksidatif otot selama masa setelah pelatihan, namun bukti-bukti untuk menunjang peran tersebut masih sangat terbatas. Sepertinya pelatihan dalam jangka waktu pendek dapat melindungi otot dari kerusakan akibat pelatihan dan peradangan tanpa perlu meningkatkan status antioksidan.

Walaupun status

antioksidan otot dapat ditingkatkan dengan pelatihan yang lebih lama, diet, ataupun asupan antioksidan, bukti bahwa antioksidan mengurangi kerusakan otot selama fase peradangan akut perlu diteliti lebih lanjut. Pelatihan meningkatkan radikal bebas, yang secara alami akan merusak jaringan. Beberapa peneliti mempunyai teori bahwa kerusakan tersebut berperan menyebabkan nyeri otot dan mungkin kerusakan otot, yang terjadi saat pelatihan berat. Berdasarkan teori ini, tetapi dengan bukti terbatas, beberapa antioksidan digunakan untuk mencegah nyeri dan kerusakan otot pada atlet, antara lain: -

astaxanthin dengan lycopene

-

beta-caroten

34

-

jus cheri

-

Coenzim Q10

-

Oligomeric proanthocyanidins (OPCs)

-

Selenium

-

Vitamin C

-

Vitamin E (Bloomer dkk, 2005).

Untuk menyakini bahwa diet kita mengurangi kelelahan otot, kerusakan otot berbeda dapat dikurangi dengan nutrisi tertentu. Proses penggunaan oksigen untuk menghasilkan energi berpotensi menimbulkan efek samping buruk. Membran sel darah merah dan sel otot sangat rentan terhadap serangan radikal bebas. Sel otot dapat menjadi bocor, atau bahkan robek dan terbuka. Jika ini terjadi, enzim akan keluar dari dalam sel dan akan mempengaruhi kemampuan otot untuk berkontraksi. Selain itu, membran yang rusak tadi akan menarik neutrofil (jenis dari sel darah putih), dan membuat netrofil membentuk proses peradangan local ( Pidcock, 2003). Beberapa penelitian menunjukkan akut dari pelatihan yaitu menimbulkan perubahan jumlah antioksidan didalam darah dan menunjukkan perubahan indikator dari lipid peroksidasi secara tidak langsung, hal ini menunjukkan bahwa terjadi stres oksidatif pada pelatihan. Karena pelatihan aerobik meningkatkan konsumsi oksigen, banyak studi menggunkan pelatihan submaksimal yang lama. Pelatihan tersebut akan menyebabkan kontraksi perpanjangan otot yang menyebabkan kerusakan serat otot dan meningkatkan peroksidasi lipid pada membran yang menyebabkan kerusakan angsung ataupun pembentukan radikal

35

bebas yang berhubungan dengan invasi dari makrofag dan neutrofil (Clarkson dan Thompson, 2000). Pelatihan meningkatkan pembentukan reactive oxygen dan nitrogen species (RONS) dan dengan adaptasi, dapat menurunkan kejadian penyakit yang berhubungan dengan RONS. Pelatihan tunggal, tergantung intensitas dan durasinya, dapat meningkatkan aktivitas enzim antioksidan, menurunkan angka vitamin antioksidan, yang akan menyebabkan kerusakan oksidatif sebagai tanda dari adaptasi yang tidak sempurna. Peningkatan RONS dan kerusakan oksidarif merupakan pemicu dari respon adaptasi spesifik, seperti stimulasi dari aktivasi enzim antioksidan, dan meningkatkan perbaikan kerusakan oksidatif. Pelatihan yang teratur meningkatkan kemampuan untuk membentuk kompensasi terhadap stres oksidari, yang menyebabkan kompensasi berlebih melawan peningkatan produksi RONS dan kerusakan oksidatif. Pelatihan teratur menyebabkan adaptasi respon antioksidan dan sistem perbaikan, yang dapat menurunkan kerusakan oksidatif dan meningkatkan pertahanan terhadap stres ( Radak dkk, 2001). Banyak bukti menunjukan bahwa radikal bebas berperan penting sebagai mediator dalam kerusakan otot dan peradangan setelah pelatihan berat. Telah dirumuskan bahwa pembentukan radikal bebas oksigen meningkat selama pelatihan dan mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen mitokondria dan transportasi elektron, memicu terjadinya peroksidasi lipid. Literatur menyatakan bahwa diet antioksidan dapat menetralkan peroksida yang dibentuk selama pelatihan, yang tadinya dapat mengakibatkan peroksidasi lipid, kini mampu medaur ulang radikal peroksil sehingga mencegah kerusakan otot (Clarkson dan Thompson, 2000).

36

Pelatihan meningkatkan radikal oksigen pada manusia. Pada orang yang tidak terlatih, usia lanjut, dan pada orang yang sistem antioksidannya tidak mencukupi, tingkat peningkatan peroksidasi lipid karena produksi radikal oksigen akan menyebabkan kerusakan otot. Banyak literatur menyatakan suplementasi Vitamin E atau C tidak mempengaruhi performa pelatihan submaksimal, kapasitas aerobik ataupun kekuatan otot. Akan tetapi, ada efek dari vitaminvitamin antioksidan ini yang belum terungkap, karena penelitian sebelumnya mungkin tidak melakukan pemeriksaan yang memadai. Proteksi terhadap pembentukan radikal oksigen dan peroksidasi lipid dipelajari pada orang yang tidak terlatih yang melakukan pelatihan dan peningkatan respon fase akut terhadap pelatihan eksentrik pada subyek lebih tua yang tidak terlatih menunjukan bahwa vitamin E mungkin menguntungkan terhadap respon adaptasi terhadap pelatihan. Selain itu, keuntungan positif terhadap kesehatan dari pemakaian vitamin E dan C dapat memberi efek sinergis jika dilakukan bersamaan dengan pelatihan teratur (William, 2000). Enzim antioksidan endogen juga berperan sebagai pelindung pada proses peroksidasi lipid. Penelitian (tikus dan manusia) menunjukkan peningkatan malondialdehye (produk dari peroksidasi lipid) yang berarti setelah pelatihan sampai kelelahan, and juga terjadi perubahan tingkat antioksidan dan aktivitas enzim antioksidan di dalam plasma. Pada manusia dan tikus yang diperlakukan pelatihan, aktivitas enzim antioksidan meningkat secara jelas. Pada kasus ini, peningkatan stres oksidatif dipicu oleh pelatihan

akan dipengaruhi oleh

meningkatnya aktivitas antioksidan, untuk mencegah terjadinya peroksidasi lipid. Satu penelitian pada manusia mnunjukkan bahwa diet dengan asupan vitamin

37

antioksidan menunjukkan efek yang bagus terhadap peroksidasi lipid setelah pelatihan. Walaupun beberapa perbincangan mengenai hal tersebut masih terjadi, pertanyaan apakah vitamin antioksidan dan enzim antioksidan berperan sebagai pelindung terhadap kerusakan otot yang disebabkan karena pelatihan dapat dijawab secara jelas. Penelitian pada manusia menunjukkan asupan vitamin antioksidan dapat direkomendasikan kepada individu yang melakukan pelatihan berat secara regular. Selain itu, orang yang melakukan pelatihan akan mendapat manfaat baik dibanding dengan orang yang tidak berlatih, di mana hasil dari pelatihan akan meningkatkan aktivitas dari sebagian besar enzim antioksidan dan keseluruhan aktivitas antioksidan. Akan tetapi, penelitian lebih lanjut dibutuhkan untuk

dapat memberikan informasi dan rekomendasi yang lebih spesifik

untuk hal tersebut (Clarkson dan Thompson,2000). Sel tubuh terus memproduksi radikal bebas dan reactive oxigen species (ROS) sebagai bagian dari proses metabolik. Radikal bebas ini akan dinetralisir dengan sistema pertahanan atioksidan yang melibatkan enzim seperter katalase, superoksida dismutase, glutatión peroksidase, dan sejumlah antioksidan nonensimatik, termasuk vitamin A, E, dan C, glutatión, ubikinon dan flavinoid. Olah raga dapat mengakibatkan ketidak seimbangan antara ROS dan antioksidan, yang disebut dengan stres oksidatif. Banyak diet antioksidan dipasarkan dan digunakan oleh atlet untuk melawan stres oksidatif dari olah raga tersebut. Masih belum jelas apakah pada pelatihan berat, kebutuhan akan tambahan antioksidan dalam diet meningkat (Urso dan Clarkson, 2003). Topik mengenai kerusakan otot yang disebabkan karena pelatihan banyak menarik perhatian di tahun-tahun terakhir. Banyak dipelajari strategi untuk

38

meminimalisasi

cidera akibat pelatihan

resistensi berat. Selama 15 tahun

terakhir, beberapa penelitian telah dilakukan yang berpusat pada peranan suplementasi nutrisi untuk menurunkan gejala dan tanda cidera otot. Beberapa, memperlihatkan hasil yang memuaskan, sedang banyak pula beberapa nutrien yang dilaporkan tidak memberikan pengaruhnya. Karena temuan yang beragam ini, maka rekomendasi penggunaan suplemantasi nutrisi yang bertujuan untuk menurunkan cidera otot menjadi popular dikalangan media fitness dan dunia atlet secara besar-besaran tanpa didasari oleh penelitian ilmiah. Nutrien tersebut meliputi

antioksidan

Vitamin

C

(Asam

askorbat)

dan

Vitamin

E

(tocoferol), N-acetyl-cysteine, flavonoids, L-carnitin, astaxanthin, beta-hydroxybeta-methylbutyrate, creatine monohidrat, asam lemak esencial, asam amino, bromelain, protein dan karbohidrat. Banyak perbincangan tentang artikel-artikel mengenai pengaruh berbagai macam nutrien terhadap kerusakan otot karena pelatihan resistan yang ada. Berdasarkan ilmu pengetahuan terkini, maka dapat ditarik kesimpulan peranan suplementasi nutrisi dalam menurunkan gejala dan tanda kerusakan otot yang timbul setelah pelatihan beban yang berat yaitu : (i) berperan penting (Vitamin C, Vitamin E, Flavinoids dan L-carnitin); (ii) tidak efektif menurunkan kerusakan otot, hanya menurunkan beberapa gejala dan tanda; (iii) Sampai saat itu masih tidak jelas dosis optimal nutrisi tersebut (apakah dapat digunakan secara tunggal atau kombinasi); (iv) Masih tidak jelas masa prapenanganan optimal ; (v) efektifitasnya sangat spesifik pada individu yang melakukan pelatihan non beban. Karena penelitian yang masih sedikit, sulit untuk merekomendasikan dengan yakin terhadap penggunaan nutrisi tertentu

39

yang hanya bertujuan untuk meminimalisasi gejala dan tanda dari kerusakan otot yang disebabkan oleh pelatihan beban (Bloomer, 2007).

2.3. Astaxanthin Astaxanthin adalah antioksidan yang merupakan salah satu kelompok pigmen natural dari karotenoid. Di alam karotenoid dihasilkan sebagian besar oleh tanaman dan golongan mikroskopiknya yaitu mikroalgae. Astaxanthin terbanyak dihasilkan oleh mikroalgae Haematococcus pluvialis. Sumber lain adalah hasil fermentasi ragi merah muda Xanthophyllomyces dendrorhous atau ekstrak dari produk pigmen seperti udang Antarctic krill (Euphausia superba). Selain dari alam astaxanthin juga dapat dihasilkan sintetis kimia, dan banyak digunakan sebagai makanan ikan. Astaxanthin memiliki molekul yang sama dengan famili karotenoid beta-karoten, tetapi sangat berbeda pada struktur kimia dan biologi. Astaxanthin menunjukkan potensi antioksidan yang lebih tinggi dibandingkan dengan beta-karoten pada penelitian di laboratorium (Cysewski dan Lorenz, 2000). Astaxanthin merupakan pigmen karotinoid merah yang ada pada banyak mahluk hidup. Penelitian pada binatang menunjukan bahwa astaxanthin mempunyai efek antioksidan yang dapat mencegah kerusakan otot karena pelatihan, astaxanthin mengurangi kerusakan otot secara umum dan otot jantung yang disebabkan oleh pelatihan, efek anti kanker, dan efek anti peradangan. Astaxanthin juga mempunyai efek antidiabetik, meningkatkan daya tahan tubuh, anti hipertensi dan neuroprotektif pada percobaan pada binatang (Heuer , 2007). Struktur Kimia Astaxanthin :

40

Gambar 2.6. Struktur kimia Astaxanthin

Astaxanthin mempunya dua gugus karbonil, 11 gugus ethyl ganda dan dua gugus hidroksi yang memungkinkan terjadinya esterifikasi (Higuera-Ciapara dkk, 2006). Struktur molekul Astaxanthin menyebabkan aktivitas biologinya berbeda dari antioksidan lain atau karotinoid. Astaxanthin termasuk dalam kelompok karotinoid yang dikenal dengan xantofil, atau karotinoid teroksigenasi. Xantofil merupakan puncak dari aktivitas piramid karotinoid dan Astaxanthin berada di atas xantofil. Struktur molekul Astaxanthin membuatnya menjadi antioksidan superior, tetapi juga fungsinya yang melibatkan banyak mekanisme untuk melindung membran sel, melindungi sistem kekebalan, dan melindungi dari proses degenerasi secara umum. Struktur molekul astaxanthin menyerupai beta karoten, walau mempunyai banyak kelebihan. Astaxanthin mempunyai 13 rantai ganda terkonjugasi, yang menyebabkannya mempunyak kapasitas antioksidan lebih baik dari pada beta karoten yang mempunya 11 rantai ganda. Astaxanthin mempunya kelompok OXO pada 4 dan 4 posisi prime pada lingkar cyclohexene yang kemudian juga secara signifikan meningkatkan aktivitas antioksidannya. Akhirnya, Astaxanthin mempunya gugus hidroksil pada

41

3 dan 3 posisi prime, yang membuat molekulnya sangat polar. Kombinasi dari modifikasi tersebut secara dramatis meningkatkan aktivitas fungsi membran dan aksi mekanisme lainnya untuk melindungi dari kondisi degeneratif, yang tidak ditemukan pada antioksidan lain (Higuera-Ciapara dkk, 2006). Astaxanthin menunjukan aktivitas antioksidan terkuat diantara karotinoid. Astaxanthin mempunyai aktivitas penghilang oxygen tunggal yang sangat kuat diantara antioksidan lain karena kestabilan molekulnya. Astaxanthin banyak terdapat pada ikan, kerang-kerangan, crustacean, zoo dan phytoplankton, bakteri dan lain-lain, terutama organisme laut (Hashimoto dkk, 2007). Pada penelitian Malmsten dan Lignell (2008), didapatkan bahwa diet tinggi kandungan astaxanthin meningkatkan kekuatan melakukan pelatihan endurans. Penelitian tersebut dilakukan pada para siswa paramedik, di mana kelompok yang diteliti diberikan capsul astaxanthin 4 mg sekali sehari dan kelompok kontrol diberi placebo. Setelah 6 bulan, terjadi peningkatan kemampuan lutut dalam melakukan gerakan jongkok pada kelompok yang mendapat astaxanthin 3 kali lebih kuat dari pada kelompok kontrol. Namun tidak ada parameter lain yang diteliti pada penelitian tersebut. Aoi dkk (2003), melakukan penelitian tentang astaxanthin membatasi terjadi kerusakan otot dan otot jantung yang dikarenakan pelatihan pada tikus. Diet tinggi antioksidan akan menurunkan kerusakan oksidatif berbagai jaringan pada pelatihan berat. Penelitian tersebut mengamati efek pemberian astaxanthin terhadap kerusakan oksidatif yang terjadi pada otot paha dan otot jantung tikus yang diakibatkan oleh pelatihan berat. Penelitian dilakukan selama 3 minggu dengan membandingkan kelompok kontrol yang tidak mendapat perlakukan,

42

kelompok mendapat perlakuan

pelatihan berat, dan kelompok mendapat

perlakuan pelatihan berat dan mendapat astaxanthin. Terjadinya peningkatan Creatine Kinase dan aktivitas mieloperoksidase pada otot paha dan jantung yang lebih rendah pada kelompok yang menggunakan Astaxanthin. Terlihat astaxanthin menumpuk pada otot paha dan jantung setelah 3 minggu perlakuan. Astaxanthin dapat menurunkan kerusakan pada otot dan jantung tikus yang disebabkan oleh pelatihan berat dan termasuk infiltasi neutrophil yang dapat menyebabkan kerusakan lebih lanjut. Pada penelitian ini dilakukan perbandingan 3 kelompok yaitu kelompok kontrol di mana tikus tidak diberi perlakuan, kelompok yang mendapat perlakuan pelatihan berlari pada kecepatan 28m/menit sampai terjadi kelelahan, dan kelompok dengan perlakuan yang sama dan diberi astaxanthin selama 3 minggu, didapatkan terjadi pada kelompok yang mendapat perlakuan pelatihan berat terjadi peningkatan 4-hydroxy-2-nonenal-modified protein and 8-hydroxy-2'-deoxyguanosine dan juga terjadi peningkatan aktifitas creatin kinase plasma dan aktivitas myeloperoxidase pada otot gastrocnemius dan jantung, dan pada kelompok yang diberikan astaxanthin terjadi penurunan efek pelatihan berat tersebut. Terjadi penumpukan Astaxanthin pada otot jantung dan gastrocnemius pada pemakaian selama 3 minggu. Astaxanthin menurunkan efek kerusakan otot jantung dan otot gastrocnemius yang dikarenakan pelatihan berat. Penelitian terkini dilakukan untuk menentukan efek astaxanthin terhadap kapasitas endurans pada tikus laki-laki yang berumur 4 minggu. Astaxanthin diberikan secara oral (dengan dosis 1,2 , 6 dan 30 mg/kg berat badan) dengan intubasi lambung selama 5 minggu. Pada kelompok astaxanthin menunjukan peningkatan waktu renang yang meningkat sebelum terjadinya kelelahan di

43

banding kelompok kontrol. Kadar laktat darah pada kelompok astaxanthin lebih rendah secara bermakna dibanding kelompok kontrol, Astaxanthin juga menurunkan penumpukan lemak secara bermakna. Hasil tersebut mengarahkan bahwa peningkatan kemampuan berenang dengan pemberian astaxanthin disebabkan karena peningkatan penggunaan asam lemak sebagai sumber tenaga (Ikeuchi dkk, 2006) Penelitian terhadap efek astaxanthin pada tanda kerusakan otot pada pelatihan resisten eksentrik dilakukan pada 20 orang yang melakukan pelatihan beban sebanyak 10 set dengan 10 repetisi dengan beban 85% dari satu repetisi maksimal. Hasil dari penelitian tersebut tidak menunjukan adanya perbedaan kenyerian pada otot, kadar Creatine Kinase dan kemampuan otot yang diukur pada kelompok pelatihan beban dan pelatihan beban dengan memakai astaxanthin (Bloomer dkk, 2005). Penelitian terhadap efek astaxanthin terhadap metabolisme lemak pada pelatihan, pada tikus berumur 8 minggu yang dibagi menjadi 4 kelompok, tidak mendapat perlakuan, perlakuan dengan pemberian astaxanthin, perlakukan dengan pelatihan berlari, dan pelatihan berlari dengan pemberian astaxanthin. Astaxanthin meningkatkan penggunaan lemak selama pelatihan dibanding dengan tikus dengan diet normal dengan peningkatan masa berlari sampai terjadi kelelahan. Terlihat bahwa pemberian astaxanthin menurunkan laju penumpukan lemak tubuh dengan pelatihan. Hasil penelitian tersebut menunjukan astaxanthin memicu metabolisme lemak dibanding penggunaan glukosa selama pelatihan melalui aktivasi CPT 1, yang akan meningkatkan kemampuan endurans dan penurunan jaringan lemak lebih efisien pada pelatihan (Aoi dkk, 2007).

44

Karppi (2005), melakukan penelitian tentang efek suplementasi astazanthin terhadap lipid peroksidase. Dilakukan pengamatan terhadap efek penggunaan astaxanthin selama 3 bulan terhadap lipid peroksidase pada pria berumur 19 – 33 tahun yang bukan perokok, juga diteliti penyerapan astaxanthin dalam bentuk kapsul ke peredaran darah dan juga keamanan dari penggunaan astaxanthin tersebut. Hasil penelitian menunjukan penyerapan astaxantin di usus dalam bentuk kapsul adekuat dan ditoleransi dengan baik. Suplementasi astaxanthin juga menurunkan oksidasi asam lemak secara in vivo pada pria sehat (Karppi, 2005). Asupan antioksidan berulang mungkin dapat mencegah katabolisme musculoskeletal yang disebabkan karena kurangnya nutrisi tertentu, pelatihan yang berlebihan, stres karena overtraining, dapat mencegah dan memperbaiki atropi otot dan penggunaan protein otot yang disebabkan salahnya pengunaan, seperti pada cidera otot, immobilisasi atau tirah baring yang lama, dan proses penuaan yang berhubungan dengan berkurangnya massa otot dan kekuatan. Juga akan terjadi peningkatan aktivitas transportasi creatine pada sel otot dan saraf,

memperbaiki metabolism gula di serat otot, dan meningkatkan

kapasitas kerja

musculoskeletal. Diyakini

asupan suplementasi

yang

mengandung antioksidan dapat mencegah dan membantu terapi terhadap kondisi neurodegenarasi seperti Amyotrophic Lateral Sclerosis, Huntington’s Disease dan Parkinson Disease juga

menurunkan kejadian

kerusakan karenya

penyempitan pembuluh darah otak pada pasien denga resiko tinggi terkena stroke. Pada keadaan tersebut, diet dan suplementasi bisa membantu mempertahankan kontraksi otot dan mempertahankan fungsi saraf otot.

45

Nutrisi yang tepat merupakan faktor penting untuk meningkatkan performa atlet secara efektif, pemulihan setelah pelatihan dan mencegah cidera. Nutrisi tambahan yang mengandung karbohidrat, protein, vitamin dan mineral telah digunakan secala luas di berbagai cabang olahraga dengan dosis yang lebih tinggi dari kebutuhan sehari-hari. Beberapa unsur makanan memberikan efek fisiologis, dan beberapa diyakini berguna untuk meningkatkan performa pelatihan ataupun untuk mencegah cidera. Akan tetapi, jenis makanan seperti ini harus digunakan berdasarkan bukti ilmiah yang jelas dan dengan pemahaman dari perubahan fisiologis yang disebabkan oleh pelatihan (Wataru dkk, 2006). Dikarenakan latar belakang sosial dan juga pola makan, dan meningkatnya biaya perawatan medis, terjadi peningkatan terhadap upaya menjaga kesehatan dan minat terhadap makanan sehat. Pada tahun tahun terakhir, banyak jenis makanan yang dapat memenuhi kebutuhan yang dapat dievaluasi secara ilmiah untuk menentukan efeknya terhadap pencegahan beberapa penyakit. Pada dunia olah raga, terdapat bermacam makanan tambahan yang tersedia, tetapi diantara makanan tersebut, beberapa tidak dapat dibuktikan khasiatnya dan yang lainnya melakukan promosi yang tidak benar, hal ini membingungkan konsumen. Karena itu diperlukan evaluasi dan penelitian lebih lanjut secara ilmiah sebelum makanan tambahan tersebut digunakan sebagai makanan tambahan yang berguna untuk menunjang efek dari berolah raga. Aoi dkk (2003) pada penelitiannya menyatakan bahwa pelatihan aerobik yang intensif akan mengakibatkan produksi ROS dengan berbagai mekanisme. Pelatihan ini memacu oksidasi ROS pada protein, lipid dan DNA yang menyebabkan kerusakan otot, jantung dan hati. Juga ditemukan respon

46

peradangan sekunder yang terjadi pada kerusakan otot lebih lanjut yang dipicu oleh pembentukan ROS. Pada penelitian sebelumnya juga menunjukan bahwa antioksidan seperti Vitamin E, C dan karotenoid dapat menurunkan kerusakan oksidatif. Penelitian yang lebih baru menunjukkan terjadinya respon peradangan yang dipicu oleh pembentukan ROS intrasel, yang meningkatkan aktivitas dari faktor transkripsi dari redox-sensitive tertentu. Nuclear factor - кB (NF-кB) dan Activator protein-1 (AP-1) merupakan faktor transkripsi khusus yang dikontrol oleh ROS yang meregulasi ekspresi gen untuk kemokin, peradangan sitokin dan adhesi molekul. Sebagai respon terhadap mediator ini, fagosit menginfiltrasi ke dalam jaringan, di mana sel ini memicu proteolisis, perusakan ultrastruktur, dan kerusakan oksidatif lebih lanjut. ROS, tidak hanya menyebabkan kerusakan oksidatif secara langsung, juga menyebabkan kerusakan lebih lanjut karena proses peradangan. Proses peradangan ini meningkat pada otot dan otot jantung dikarenakan stres oksidatif (Aoi dkk, 2007). Karena itu, kerusakan otot tertunda setelah pelatihan, termasuk kerusakan oksidatif, dipicu oleh proses peradangan, kerusakan dan infiltrasi neutrofil muncul bersamaan setelah penundaan, tidak terjadi segera setelah pelatihan. Antioksidan diduga dapat menginaktivasi faktor transkripsi, menurunkan ekspresi dari mediator peradangan dan mencegah infiltrasi neutrofil.

47

BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN

3.1. Kerangka Berpikir Olah raga merupakan salah satu komponen penting dalam usaha menunda proses penuaan. Namun sering sekali orang tidak mengetahui sebrapa banyak diperlukan olah raga tersebut. Masih banyak orang yang melakukan olah raga berlebihan melebihi kapasitas kemampuan tubuhnya melakukan proses pemulihan, hal tersebut menyebabkan keadaan yang disebut overtraining. Dalam banyak penelitian didapatkan bahwa overtraining adalah salah satu faktor yang menyebabkan terjadinya penumpukan radikal bebas yang diproduksi di dalam tubuh, yang akan menyebabkan kerusakan otot. Selain itu teknik pelatihan yang tidak benar, posisi tubuh yang salah, gangguan hormonal, juga dapat mengakibatkan kerusakan otot. Cidera oksidatif setelah pelatihan dan penumpukan radikal bebas dapat dicegah dengan asupan antioksidan. Antioksidan diharapkan dapat mencegah terjadinya kerusakan otot

yang disebabkan oleh overtraining. Astaxanthin

merupakan salah satu antioksidan kuat, termasuk dalam keluarga karotenoid dengan warna pigmen merah terang, pigmen

ini dihasilkan

dari mikroalga

haematococcus pulvialis. Astaxanthin menghambat stres oksidatif otot sehingga dapat mencegah kerusakan otot yang terjadi karena overtraining.

48

3.2. Kerangka Konsep

ASTAXANTHIN

Internal : - Umur - Hormonal - Radikal bebas

External : - Posisi Tubuh - Teknik Pelatihan - Radikal Bebas

Tikus Overtraining

Gambar 3.1. Kerangka Konsep

3.3. Hipotesis Penelitian Hipotesis dalam penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut : 1. Terjadi nekrosis dan peradangan jaringan otot pada tikus yang mengalami overtaining 2. Pemberian Astaxanthin dengan dosis 1,2 mg / kgBB secara teratur mencegah efek nekrosis dan peradangan jaringan otot sebagai akibat overtraining pada tikus.

49

BAB IV METODE PENELITIAN

4.1. Rancangan Penelitian. Metode penelitian yang digunakan adalah metode True experimental dengan menggunakan rancangan “Pretest-posttest Control Group Design” (Dimitrov dan Rumrill, 2003) . Pada subyek penelitian yang telah ditentukan, dilakukan alokasi sample secara random menjadi 4 kelompok, yaitu kelompok kontrol dan dua kelompok perlakuan. Pada kelompok kontrol tidak diberi perlakuan. Satu kelompok perlakuan akan diberikan perlakuan pelatihan normal. Pada satu kelompok perlakuan akan diberikan perlakuan overtraining dan pada kelompok perlakuan lainnya akan diberikan perlakukan pelatihan overtraining and pemberian Astaxanthin dengan dosis 1,2 mg / KgBB. Skema dari rancangan penelitian, dapat dilihat pada bagan di bawah ini : P1 O1

O4 P2

P

S

R

O2

O5 P3

O3

O6

Gambar 4.1 Bagan Rancangan Penelitian (keterangan ada di halaman berikut)

50

Keterangan : P

= Populasi

S

= Sampel

R

= Random

O1,O2,O3= Gambaran histologis m. gastrocnemius kelompok kontrol sebelum perlakuan O4

= Gambaran histologis m. gastrocnemius kelompok setelah perlakuan pelatihan 10 menit

O5

= Gambaran histologi m. gastrocnemius kelompok setelah perlakuan overtraining

O6

= Gambaran histologi m. gastrocnemius kelompok setelah perlakuan overtraining dan pemberian astaxantin 1,2 mg/kgBB

P1

= Tikus direnangkan selama 10 menit sekali setiap hari, diberi minum aquades melalui sonde sekali sehari setiap hari selama 30 hari

P2

= Tikus direnangkan sampai kelelahan dan tidak dapat berenang lagi sekali setiap hari, diberi minum aquades melalui sonde sekali sehari setiap hari, selama 30 hari

P3

= Tikus direnangkan sampai kelelahan dan tidak dapat berenang lagi sekali setiap hari, diberi minum larutan astaxanthin sekali sehari melalui sonde dengan dosis 1,2 mg/kg BB, setiap hari selama 30 hari

51

4.2. Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian akan dilakukan di Laboratorium Farmakologi , Bagian Farmakologi Universitas Udayana, Jl. P.B. Sudirman, Denpasar, Bali. Waktu yang diperlukan untuk pelaksanaan penelitian adalah selama 30 hari. Pembuatan preparat histologis dilakukan di Laboratorium Patologi Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana.

4.3. Teknik Sampling dan Kriteria Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah tikus jantan dan pengambilan sample dilakukan secara acak dengan kriteria sebagai berikut : 4.3.1. Kriteria Inklusi : -

tikus harus sehat

-

Jantan

-

umur kurang lebih 16 minggu diambil usia tikus 16 minggu karena usia tikus 16 minggu setara dengan usia manusia 30 tahun yang mulai mengalami proses penuaan.

-

berat 100-150 gram

4.3.2. Kriteria Drop Out -

Jika tikus mati

-

Jika tikus tidak mau makan Jumlah sample yang diperlukan untuk penelitian adalah sampel agar

memenuhi prosedur parametrik, dengan tambahan + 10% untuk antisipasi apabila ada tikus yang mati pada saat penelitian.

52

4.4. Besar Sampel Pada penelitian ini perhitungan jumlah sampel dihitung dengan rumus (Pocock, 2008): 2σ2 x f(α,β)

Rumus : n = (µ2-µ1)2

n

=

jumlah sampel

σ

=

simpangan baku (SD)

α

=

tingkat kesalahan I (ditetapkan 0,05)

β

=

tingkat kesalahan II (ditetapkan 0,1)

f(α,β) =

nilai pada tabel

µ1

=

rerata skor pada kelompok perlakuan pada percobaan pendahuluan

µ2

=

rerata skor pada kelompok kontrol pada percobaan pendahuluan

Jumlah sampel akan ditentukan setelah dilakukan penelitian pendahuluan. Penelitian pendahuluan dilakukan dengan 2 kelompok. Kelompok dengan perlakuan pelatihan normal, tikus direnangkan selama 10 menit setiap hari selama 30 hari. Kelompok dengan perlakuan pelatihan renang pada tikus sampai terjadi kelelahan dan tikus tidak mampu berenang lagi, setiap hari selama 30 hari. Kemudian dilakukan perbandingan nekrosis dan peradangan jaringan otot yang terjadi pada kelompok kontrol dan kelompok perlakuan. Masing-masing kelompok berjumlah 5 tikus.

53

4.5 Variabel Penelitian 4.5.1. Klasifikasi Variabel : 4.5.1.1 Variabel bebas : perlakuan overtraining dan pemberian Astaxanthin 4.5.1,2. Variabel tergantung : nekrosis dan peradangan otot pada overtraining 4.5.1.3. Variabel kendali, meliputi : -

berat badan

-

umur hewan coba

-

nutrisi

4.5.2. Definisi Operasional 1.

Suspensi Astaxanthin : Sediaan yang mengandung bahan obat padat dalam bentuk serbuk dan tidak larut, yang terdispensi dalam cairan pembawa (Glyceril) dengan dosis 1,2 mg/kgBB/hari

2.

Kelompok kontrol : Tikus yang mendapat perlakuan direnangkan setiap hari selama 10 menit dan diberi minum aquades melalui sonde selama 30 hari

3.

Kelompok perlakuan : Ada 2 kelompok: 1. Tikus yang mendapat perlakuan overtraining dengan direnangkan sekali sehari setiap hari sampai tikus mengalami kelelahan dan tidak dapat berenang lagi dan masing-masing tikus diberikan minum aquades melalui sonde sekali sehari setiap hari selama 30 hari.

54

2. Tikus yang mendapat perlakuan overtraining dengan direnangkan sekali sehari setiap hari sampai tikus mengalami kelelahan dan tidak dapat berenang lagi dan diberikan minum cairan astaxanthin yang dilarutkan dengan gliserin dengan dosis 1,2

mg/kg BB

melalui sonde sekali sehari setiap hari selama 30 hari. 4.5.3 Gambaran Histologis Serat otot normal

Gambar. 4.2. Gambaran serat otot pada tikus tanpa perlakuan

Nekrosis dan peradangan jaringan otot : Nekrosis

: Perubahan bentuk yang disebabkan kematian sel atau sebagian

jaringan atau sebagian dari organ tubuh akibat cidera, penyakit, atau kekurangan oksigen ke dalam jaringan tersebut. Peradangan

: Adanya gambaran sel inti interna yang merupakan gambaran

fagositosis dari makrofag, yang disebut juga sel radang, diantara jaringan otot normal.

55

Serat Otot normal Serat otot dengan nekrosis: Pucat Serat otot dengan peradangan: fagositosis makrofag (Sel radang ) Serat otot dengan nekrotik hiperkontaksi

Perimysium Gambar 4.3. Nekrosis dan Sel radang 4.5.4. Kriteria Skor 4.5.4.1. Nekrosis -

Skor 0

= jika tidak ditemukan adanya perubahan

-

Skor 1

= jika ditemukan adanya nekrosis fokal (satu lapangan

pandang dengan pembesaran 40x) -

Skor 2

= jika ditemukan nekrosis multifocal (lebih dari satu

lapangan pandang dengan pembesaran 40x) -

Skor 3

= jika ditemukan nekrosis menyebar (semua lapangan

pandang dengan pembesaran 40x) 4.5.4.2. Peradangan jaringan otot -

Skor 0

= jika tidak ditemukan adanya perubahan

-

Skor 1

= jika ditemukan adanya Sel radang fokal (satu lapangan

pandang dengan pembesaran 40x) -

Skor 2

= jika ditemukan Sel radang multifocal ( lebih dari satu

lapangan pandang dengan pembesaran 40x) -

Skor 3 pandang)

= jika ditemukan sel radang menyebar (semua lapangan

56

4.6. Bahan dan Alat Penelitian 4.6.1. Bahan-bahan yang diperlukan untuk proses penelitian adalah : -

tikus usia 16 minggu, jantan, dengan berat 100-150 gram

-

makanan ternak

-

suspensi astaxanthin

-

aqua pro-injeksi

-

sonde

4.6.2. Alat-alat yang diperlukan dalam proses penelitian : -

seperangkat alat bedah

-

mikroskop cahaya

-

kaca benda dan kaca penutup

-

mikrotom

-

kandang tikus

-

bak air

-

gunting bedah

-

jarum suntik

-

sarung tangan

-

buku tabel data

4.7. Prosedur Penelitian 4.7.1. Pemberian Perlakuan -

Pada kelompok kontrol : perlakukan pelatihan normal di mana satu jam setelah makan tikus direnangkan setiap hari selama 10 menit, dan diberi minum aquades sekali sehari setiap hari melalui sonde selama 30 hari.

57

Pada kelompok perlakuan : -

kelompok perlakuan overtraining di mana satu jam setelah makan tikus direnangkan sekali setiap hari sampai terjadi kelelahan dan tidak dapat berenang lagi, dan diberi minum aquades sekali sehari setiap hari melalui sonde selama 30 hari.

-

kelompok perlakuan overtraining dan pemberian astaxanthin di mana satu jam setelah makan tikus direnangkan sampai terjadi kelelahan dan tidak dapat berenang lagi, diberi larutan astaxanthin dalam Glyserin sekali sehari melalui sonde selama 30 hari.

4.7.2. Prosedur Pengumpulan Data Pada awal penelitian untuk mendapatkan data pre-test, dari kelompok kontrol dan kelompok perlakuan masing-masing diambil 5 ekor sampel tikus untuk dilakukan pengamatan secara histologis dengan mengamati susunan histologis otot gastrocnemius. Untuk mendapatkan data post test; pada kelompok kontrol, setelah perlakuan selama 30 hari, semua sampel tikus dibunuh. Demikian juga dengan kelompok perlakuan, setelah diberikan perlakuan overtraining and pemberian suspensi Astaxanthin selama 30 hari semua sampel tikus dibunuh, diambil otot gastrocnemiusnya pada hari yang sama, untuk kemudian diamati struktur histologis otot gastrocnemiusnya 4.7.3. Pembuatan Preparat Histologis Pembuatan preparat histologis dilakukan dengan cara membuat sayatan setebal 4 mikron pada otot gastrocnemius dengan menggunakan mikrotom. Kemudian pada preparat diberi pewarnaan Hematoksilin – Eosin (HE) agar

58

memudahkan pengamatan dengan menggunakan mikroskop cahaya dengan pembesaran 40 – 100x. 4.8. Alur Penelitian Tikus Jantan 16 minggu

Adaptasi 2 minggu Pretreatment

Kelompok Perlakuan overtraining

Kelompok Perlakuan renang 10 menit

Plasebo 30 hari

Kelompok Perlakuan overtraining

Astaxanthin 1,2 mg/kgBB - 30 hari

Pengambilan m.gastrocnemius, pembuatan preparat dan pengamatan histologis (

( Post Treatment ) Analisis

Gambar 4.4. Alur Penelitian 4.9. Analisis Data Data yang diperoleh dianalisis sebagai berikut:

(

1. Analisis Deskriptif. 2. Analisis Normalitas dan Homogenitas: a. Uji Normalitas data dengan Shapiro-Wilk test, untuk mengetahui rerata data sampel berdistribusi normal atau tidak (Rees, 2001). b. Uji homogenitas dengan Levene test (Archambault, 2000).

59

3. Analisis Inferensial: Karena data tidak berdistribusi normal maka digunakan Uji Wilcoxon Test untuk mengetahui perbedaan antara pre dengan post ( Weisstein, 2008) dan antar kelompok dengan Kruskal-Wallis ( Schoonjans, 2008).

60

BAB V HASIL PENELITIAN

Dalam penelitian ini digunakan sebanyak 29 ekor tikus jantan berumur 16 minggu dengan berat badan 100 – 150 gram sebagai sampel, yang terbagi menjadi 4 (tiga) kelompok, dengan 5 ekor tikus untuk kontrol yaitu tanpa perlakuan, kelompok perlakuan terdiri dari 3 kelompok, masing-masing berjumlah 8 ekor tikus, yaitu kelompok dengan renang 10 menit, kelompok renang maksimal sampai terjadi kelelahan, dan kelompok renang maksimal sampai terjadi kelelahan + Astaxanthin 1,2 mg/kg BB. Tidak terjadi perbedaan morfologi jaringan otot pada tikus yang tidak mengalami perlakuan dan tikus yang melakukan renang 10 menit. Karena itu kelompok tikus yang melakukan renang 10 menit dijadikan kelompok kontrol. Dalam pembahasan ini akan diuraikan uji normalitas data dan uji efek perlakuan.

5.1 Uji Normalitas Data Data nekrosis dan sel radang sesudah perlakuan pada masing-masing kelompok diuji normalitasnya dengan menggunakan uji Shapiro-Wilk. Hasilnya menunjukkan data tidak berdistribusi normal (p<0,05), disajikan pada Tabel 5.1.

61

Tabel 5.1 Hasil Uji Normalitas Data Nekrosis dan Sel Radang Setelah Perlakuan Kelompok Subjek

n

p

Keterangan

Nekrosis Kontrol Nekrosis Renang Maksimal Nekrosis Renang Maksimal+Astaxanthin Sel Radang Kontrol Sel Radang Renang Maksimal Sel Radang Renang Maksimal+Astaxanthin

8 8 8 8 8 8

0,000 0,114 0,025 0,000 0,410 0,002

Tidak Normal Normal Tidak Normal Tidak Normal Normal Tidak Normal

5.2. Nekrosis dalam Jaringan Otot 5.2.1 Analisis efek perlakuan Uji komparabilitas pada penelitian ini tidak dilakukan, mengingat sebelum direnangkan tidak terjadi nekrosis dalam jaringan otot. Analisis efek perlakuan diuji berdasarkan median nekrosis antar kelompok sesudah diberikan perlakuan berupa renang maksimal+astaxanthin. Hasil analisis kemaknaan dengan uji Kruskal-Wallis disajikan pada Tabel 5.2 berikut. Tabel 5.2 Rerata Nekrosis Jaringan Otot antar kelompok sesudah diberikan perlakuan Kelompok Subyek

n

Median Nekrosis Jaringan Otot

Pre Test

5

0,00

Kuartil Q1 Q3 0,00 0,00

Kontrol

8

0,00

0,00

0,00

Renang Maksimal

8

1,70

1,60

2,00

Renang Maksimal + Astaxanthin 1,2mg/kgBB

8

0,40

0,20

0,70

p

0,001

62

Tabel 5.2 di atas, menunjukkan bahwa median nekrosis jaringan otot kelompok kontrol adalah 0 (0-0), median kelompok renang maksimal adalah 1,70 (1,60-2,00), dan kelompok renang maksimal+Astaxanthin 1,2 mg/kg BB adalah 0,40 (0,20-0,70). Analisis kemaknaan dengan uji Kruskal-Wallis menunjukkan bahwa nilai 2 = 21,42 dan nilai p = 0,001. Hal ini berarti bahwa nekrosis jaringan otot pada ketiga kelompok sesudah diberikan perlakuan berupa renang maksimal+astaxanthin berbeda secara bermakna (p < 0,05).

1.8

1.6 1.4 S

1.2

k

1

o

0.8

Nekrosis otot

0.6 r 0.4

0.2 0 Kontrol

Renang maximal Renang maximal + Astaxanthin

Gambar 5.1 Grafik Terjadinya Nekrosis setelah Pemberian Overtraining+Astaxanthin

Gambar 5.1 di atas menggambarkan bahwa pemberian astaxanthin dengan dosis 1,2 mg/kg BB dapat mencegah nekrosis dalam jaringan otot.

63

5.2.2 Analisis Komparasi antara Sebelum dengan Sesudah Perlakuan Analisis komparasi diuji berdasarkan median antara sebelum dengan sesudah diberikan perlakuan berupa renang maksimal+astaxanthin. Hasil analisis kemaknaan dengan uji Wilcoxon Sign Rank Test disajikan pada Tabel 5.3 berikut.

Tabel 5.3 Analisis Komparasi Nekrosis antara Sebelum dan Sesudah Perlakuan

Kelompok Kontrol Renang Maksimal Renang Maksimal+Astaxanthin 1,2 mg/kg BB

Beda Median pre - post 0,00 1,70 0,40

p

Ket.

1,000 0,011 0,011

Tetap Meningkat Meningkat

Berdasarkan uji Wilcoxon didapatkan bahwa terjadi nekrosis pada kelompok yang mengalami overtraining, sedangkan pada kelompok yang diberikan astaxanthin 1,2 mg/kg BB kejadian nekrosis lebih rendah secara bermakna sebesar 76,47% dibandingkan dengan kelompok yang direnangkan maksimal saja.

5.3 Sel Radang Dalam Jaringan Otot 5.3.1 Analisis efek perlakuan Uji komparabilitas pada penelitian ini tidak dilakukan, mengingat sebelum direnangkan tidak terjadi sel radang dalam jaringan otot. Analisis efek perlakuan diuji berdasarkan median sel radang antar kelompok sesudah diberikan perlakuan berupa renang maksimal+astaxanthin. Hasil analisis kemaknaan dengan uji Kruskal-Wallis disajikan pada Tabel 5.4 berikut.

64

Tabel 5.4 Rerata Sel radang Jaringan Otot antar kelompok sesudah diberikan perlakuan Kelompok Subyek

n

Pre Test

Median Sel Radang Jaringan Otot 5 0,00

Kontrol

8

Renang Maksimal Renang Maksimal + Astaxanthin 1,2mg/kgBB

p

Kuartil Q1

Q3

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

8

1,50

1,20

1,95

8

0,40

0,25

0,40

0,001

Tabel 5.4 di atas, menunjukkan bahwa median sel radang jaringan otot kelompok kontrol adalah 0 (0-0), median kelompok renang maksimal adalah 1,50 (1,20-1,95), dan kelompok renang maksimal+Astaxanthin 1,2 mg/kg BB adalah 0,40 (0,25-0,40). Analisis kemaknaan dengan uji Kruskal-Wallis menunjukkan bahwa nilai 2 = 21,32 dan nilai p = 0,001. Hal ini berarti bahwa sel radang jaringan otot pada ketiga kelompok sesudah diberikan perlakuan berupa renang maksimal+astaxanthin berbeda secara bermakna (p < 0,05).

65

1.6 1.4 S 1.2 k

1 0.8

o

Sel Radang Otot

0.6

r 0.4 0.2 0

Kontrol

Renang Maksimal

Renang Maksimal + Astaxanthin

Gambar 5.2 Grafik Penurunan Sel Radang setelah Pemberian astaxanthin

Gambar 5.2 di atas menggambarkan bahwa pemberian astaxanthin dengan dosis 1,2 mg/kg BB dapat menegah sel radang dalam jaringan otot.

5.3.2 Analisis komparasi antara Sebelum dengan Sesudah Perlakuan Analisis komparasi diuji berdasarkan median antara sebelum dengan sesudah diberikan perlakuan berupa renang maksimal+astaxanthin. Hasil analisis kemaknaan dengan uji Wilcoxon Sign Rank Test disajikan pada Tabel 5.5 berikut. Tabel 5.5 Analisis Komparasi Sel radang antara Sebelum dan Sesudah Perlakuan

Kelompok

Kontrol Renang Maksimal Renang Maksimal+Astaxanthin 1,2 mg/kg BB

Beda Median pre - post

p

Ket.

0,00 1,50 0,40

1,000 0,012 0,010

Tetap Meningkat Meningkat

66

Berdasarkan uji Wilcoxon didapatkan bahwa terjadi sel radang pada kelompok yang mengalami overtraining, sedangkan pada kelompok yang diberikan astaxanthin 1,2 mg/kg BB terjadinya sel radang lebih rendah secara bermakna sebesar 73,33% dibandingkan dengan kelompok yang direnangkan maksimal saja.

67

BAB VI PEMBAHASAN

6.1. Subyek Penelitian Dalam penelitian ini digunakan tikus sebagai hewan coba yang diberikan astaxanthin, yaitu untuk menguji penurunan nekrosis dan sel radang sesudah diberikan renang maksimal. Tikus yang digunakan sebagai hewan coba adalah tikus jantan berumur 16 minggu dengan berat badan 100 – 150 gram. Tikus yang dipergunakan dalam penelitian ini berjumlah 24 ekor, dibagi menjadi 3 kelompok yaitu kelompok P1 kontrol (renang 10 menit), kelompok P2 (renang maksimal), dan kelompok P3 (renang maksimal+astaxanthin 1,2 mg). Penelitian dilakukan selama 30 hari.

6.2. Pemberian Astaxanthin Dosis 1,2 mg/kgBB astaxanthin yang digunakan dalam penelitian ini mengacu dari penelitian Ikeuchi dkk (2006) yang menggunakan dosis astaxanthin 1,2 mg/kgBB pada tikus dan terjadi peningkatan waktu renang yang bermakna pada tikus dibandingkan dengan kontrol yang tidak mendapat astaxanthin. Dengan rumus terjemahan hewan dengan manusia oleh Reagan-Shaw dkk (2007), dosis 1,2 mg/kgBB/hari tikus setara dengan dosis 12 mg untuk manusia dewasa. Dosis astaxanthin 12 mg/hari pada manusia dewasa adalah dosis yang dianjurkan untuk mengurangi reaksi peradangan tubuh menurut Capelli dan Cysewski (2006). Dosis 1,2 mg/kgBB pada tikus setara dengan 12 mg pada

68

manusia menurut tabel konversi perhitungan dosis untuk beberapa jenis hewan dan manusia oleh Kusmawati (2000). Pengambilan waktu 30 hari didasarkan atas hasil penelitian Aoi dkk (2003), di mana terlihat astaxanthin menumpuk pada otot paha dan jantung tikus setelah pemberian melalui sonde selama 3 minggu. Konsentrasi astaxanthin dalam plasma akan meningkat mencapai konsentrasi maksimal pada pemberian di atas 4 minggu ( Park dkk, 2010). Astaxanthin

dilarutkan

dalam

glyceril

karena

sifat

farmakologi

astaxanthin yang larut dalam lemak (Capelli dan Cysewski, 2006). Dan pemberian melalui sonde untuk memastikan astaxanthin masuk ke dalam lambung seluruhnya.

6.3. Pengaruh Astaxanthin terhadap Nekrosis Berdasarkan hasil analisis didapatkan bahwa data nekrosis pada kelompok P1, kelompok P2 dan kelompok P3, tidak berdistribusi normal (p < 0,05), baik kelompok sebelum perlakuan (pre) maupun sesudah perlakuan (post). Hal ini menunjukkan bahwa syarat penggunaan uji parametrik untuk analisis data nekrosis tidak terpenuhi. Selanjutnya untuk uji komparabilitas dan uji efek perlakuan digunakan uji nonparametrik yaitu uji Kruskal-Wallis untuk mengetahui perbedaan median antar kelompok sesudah perlakuan. Sedangkan untuk mengetahui perbedaan antara pre-post (sebelum-sesudah perlakuan) digunakan uji Wilcoxon Sign Rank Test pada masing-masing kelompok. Berdasarkan hasil analisis didapatkan bahwa median nekrosis jaringan otot kelompok kontrol adalah 0 (0-0), median kelompok renang maksimal adalah

69

1,70 (1,60-2,00), dan kelompok renang maksimal+Astaxanthin 1,2 mg/kg BB adalah 0,40 (0,20-0,70). Analisis kemaknaan dengan uji Kruskal-Wallis menunjukkan bahwa nilai 2 = 21,42 dan nilai p = 0,001. Hal ini berarti bahwa nekrosis jaringan otot pada ketiga kelompok sesudah diberikan perlakuan berupa renang maksimal+astaxanthin berbeda secara bermakna (p < 0,05). Hasil analisis antara sebelum dengan sesudah perlakuan dengan uji Wilcoxon didapatkan bahwa terjadi nekrosis pada kelompok yang mengalami overtraining, sedangkan pada kelompok yang diberikan astaxanthin 1,2 mg/kg BB mengalami

penurunan nekrosis secara

bermakna

sebesar 76,47%

dibandingkan dengan kelompok yang direnangkan maksimal saja. Demikian juga untuk sel radang, berdasarkan hasil analisis didapatkan bahwa median sel radang jaringan otot kelompok kontrol adalah 0 (0-0), median kelompok renang maksimal adalah 1,50 (1,20-1,95), dan kelompok renang maksimal+Astaxanthin 1,2 mg/kg BB adalah 0,40 (0,25-0,40). Analisis kemaknaan dengan uji Kruskal-Wallis menunjukkan bahwa nilai 2 = 21,32 dan nilai p = 0,001. Hal ini berarti bahwa sel radang jaringan otot pada ketiga kelompok sesudah diberikan perlakuan berupa renang maksimal+astaxanthin berbeda secara bermakna (p < 0,05). Hasil analisis antara sebelum dengan sesudah perlakuan dengan uji Wilcoxon didapatkan bahwa terjadi sel radang pada kelompok yang mengalami overtraining, sedangkan pada kelompok yang diberikan astaxanthin 1,2 mg/kg BB mengalami penurunan sel radang secara bermakna sebesar 73,33% dibandingkan dengan kelompok yang direnangkan maksimal saja.

70

Pemberian perlakuan renang maksimal dapat menyebabkan overtraining yang dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan otot. Overtraining jangka panjang terjadi selama beberapa minggu sampai berbulan-bulan yang mengakibatkan sindroma overtraining. Nekrosis dan peradangan pada otot yang terjadi pada tikus yang direnangkan maksimal (overtraining) karena penggunaan otot yang berlebihan atau cidera otot dapat mengakibatkan respon peradangan (inflamasi) di mana terjadi invasi neutrofil yang diikuti dengan makrofag. Proses inflamasi ini terjadi juga pada mekanisme perbaikan, regenerasi dan pertumbuhan otot yang menyebabkan aktivasi dan proliferasi dari sel satelit, diikuti dengan diferensiasi akhir. Sel inflamasi menyebabkan cidera dan juga perbaikan otot, melalui aksi gabungan dari radikal bebas, faktor pertumbuhan dan kemokin. Ada penelitian menunjukkan peran dari neutrofil dalam menyebabkan kerusakan otot segera setelah terjadi cidera otot. Makrofag juga dapat menyebabkan kerusakan otot pada percobaan in vivo dan in vitro dengan melepaskan radikal bebas. Pada penelitian yang lebih lanjut menunjukkan bahwa sel otot dapat melepaskan faktor regulasi positif dan negatif terhadap invasi sel inflamasi, yang berperan aktif dalam proses inflamasi. Nitric oxide yang berasal dari otot dapat menghambat invasi sel inflamasi ke otot yang sehat dan melindungi otot dari kerusakan akibat invasi sel inflamasi secara ini vivo dan in vitro (Tidball, 2005). Akhir-akhir ini mulai dilakukan penelitian untuk mengeksplorasi hubungan antara fungsi sel inflamasi dan kerusakan otot dan perbaikan otot dengan menggunakan tikus, hilangnya antibodi dari kumpulan sel inflamasi spesifik, atau terjadinya inflamasi pada otot setelah cidera (Clarkson dan Hubal, 2002).

71

Tanda-tanda kerusakan otot setelah berolah raga secara tidak langsung dapat dilihat dari

peningkatan intensitas signal T2 pada teknologi magnetic

resonance imaging, meningkatnya tanda-tanda inflamasi pada otot yang cidera dan pada darah, meningkatnya protein otot pada darah dan nyeri otot. Walaupun mekanisme yang pasti terjadinya hal tersebut belum jelas, pada awal cidera akan menyebabkan pemutusan serat otot, dan kerusakan tersebut terjadi bersamaan dengan proses inflamasi dan terjadi perubahan kekuatan kontraksi dan eksitasi dari otot tersebut (Pidcock,2003). Pada keadaan overtraining baik dalam jangka pendek ataupun panjang yang akan memberikan dampak negatif terhadap kesehatan, salah satu penyebab kerusakan yang terjadi adalah karena terjadi peningkatan radikal bebas di dalam tubuh, dan peranan antioksidan dalam menurunkan efek radikal bebas. Overtraining merupakan akibat dari stres berlebih pada otot skeletal yang dikarenakan tidak cukupnya waktu istirahat dan pemulihan di mana dapat memicu peradangan lokal, peradangan kronik, bahkan peradangan sistemik. Juga pada keadaan overtraining terjadi pembentukan radikal bebas oksigen yang merupakan faktor utama dari proses peradangan yang terjadi pada lesi otot setelah pelatihan dan saat pemulihan. Saat terbentuknya radikal bebas oksigen, maka terjadi infiltrasi neutrofil dan makrofag ke dalam jaringan otot, dan untuk mengatasi keadaan ini tubuh akan membentuk lebih banyak radikal bebas oksigen (melalui pernapasan), yang akan menyebabkan respon peradangan berat setelah pelatihan, dan perbaikan jaringan rusak saat 2006).

pemulihan (Cunha dkk,

72

Pada saat pelatihan akut, terjadi peningkatan penggunaan oksigen, yang menyebabkan peningkatan pembentukan radikal bebas oksigen. Molekul ini meningkat pada pelatihan yang lama dan pada pelatihan intensitas tinggi, akan tetapi pelatihan fisik dapat mempunyai kemampuan adaptasi untuk mencegah efek buruk dari Radikal bebas oksigen (Cunha dkk, 2006). Radikal bebas yang terbentuk selama kontraksi otot menyebabkan kelelahan otot dan behubungan dengan lesi otot. Ketika produksi radikal bebas oksigen melebihi kemampuan antioksidan jaringan, maka akan terjadi stres oksidatif, yang juga berhubungan dengan lesi otot. Maka, pada keadaan overtraining terjadi peningkatan penggunaan oksigen, terutama pada orang yang tidak terlatih, akan memicu terjadinya kelelahan dan lesi otot, yang disebabkan oleh radikal bebas oksigen. Penurunan kekuatan yang berkepanjangan pada keadaan overtraining kemungkinan berhubungan dengan pembentukan radikal bebas oksigen tersebut . Radikal bebas oksigen berhubungan dengan mekanisme pada respon peradangan setelah pelatihan dan juga terjadinya lesi otot. Terbentuknya radikal bebas oksigen mungkin merupakan satu faktor dari infiltrasi neutrofil dan makrofag dalam otot, sebagai respon peradangan. (Clarkson dan Thompson, 2000) Pelatihan menyebabkan adaptasi positif yang melindungi tubuh dari kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas, yang terbukti dalam penelitian pada triatlet terlatih dibandingkan dengan individu yang tidak terlatih, terlihat terjadi peningkatan kemampuan antioksidan plasma total setelah pelatihan dengan treadmil pada kedua grup. Akan tetapi, pelatihan kronik mempengaruhi sistem antioksidan, yang mengakibatkan terjadinya ketidakseimbangan antara

73

pembentukan radikal bebas dan respon antioksidan. Keadaan ini menyebabkan stres oksidatif kronik atau respon peradangan sistemik yang dipicu oleh stres oksidatif, yang dapat mempengaruhi performa dan terjadi overtraining (Schneider dkk, 2005, Oliveira dkk, 2003). Sedangkan pada kelompok yang diberikan renang maksimal dengan asupan astaxanthin terjadi penurunan nekrosis. Hal ini disebabkan karena astaxanthin merupakan antioksidan yang merupakan salah satu kelompok pigmen natural dari karotenoid. Astaxanthin menunjukkan potensi antioksidan yang lebih tinggi dibandingkan dengan beta-karoten pada penelitian di laboratorium (,1999). Radikal bebas mudah beraksi pada lipid membran, protein dan asam nukleat, menyebabkan kerusakan sel dan mempengaruhi fungsi normal dan reproduksi sel. Radikal bebas oksigen yang terpenting adalah anion superoksid (sebuah molekul oksigen dengan elektron ekstra), hidrogen peroksida dan yang sangat reaktif ( juga toksik) radikal hidroksil. Contohnya, anion superoksida akan bereaksi dengan lipid membran,protein dan asam nukleat, menyebabkan kerusakan sel komulatif dan

irreversibel yang

terjadi pada jaringan dan

organ (Urso and Clarkson, 2003). Astaxanthin sebagai antioksidan menebalkan membran sel di mana radikal bebas menyerang pertama kali. Juga menghambat destruksi dari asam lemak dan proten pada membran sel dan mitokondria pada sel yang disebabkan oleh peroksidasi lemak. Astaxanthin juga menstabilisasi radikal bebas dengan menambahkan mereka pada struktur molekulnya daripada memberi atom atau elektron. Juga menghambat pembentukan radikal bebas oksigen yang

74

menyebabkan

peradangan pada sel, kemampuan sebagai anti

peradangan

(Ikeuchi dkk, 2006) Penelitian pada binatang menunjukan bahwa astaxanthin mempunyai efek antioksidan yang dapat mencegah kerusakan otot karena pelatihan, astaxanthin mengurangi kerusakan otot secara umum dan otot jantung yang disebabkan oleh pelatihan, efek anti kanker, dan efek anti peradangan. Astaxanthin juga mempunyai efek antidiabetik, meningkatkan daya tahan tubuh, anti hipertensi dan neuroprotektif pada percobaan pada binatang (Heuer, 2007). Diet tinggi kandungan astaxanthin meningkatkan kekuatan melakukan pelatihan endurans. Penelitian tersebut dilakukan pada para siswa paramedik, di mana kelompok yang diteliti diberikan capsul astaxanthin 4 mg sekali sehari dan kelompok kontrol diberi placebo. Setelah 6 bulan, terjadi peningkatan kemampuan lutut dalam melakukan gerakan jongkok pada kelompok yang mendapat astaxanthin 3 kali lebih kuat dari pada kelompok kontrol. Namun tidak ada parameter lain yang diteliti pada penelitian tersebut (Malmsten dan Lignell, 2008). Aoi dkk (2003), melakukan penelitian tentang astaxanthin membatasi terjadi kerusakan otot dan otot jantung yang dikarenakan pelatihan pada tikus. Diet tinggi antioksidan akan menurunkan kerusakan oksidatif berbagai jaringan pada pelatihan berat. Penelitian tersebut mengamati efek pemberian astaxanthin terhadap kerusakan oksidatif yang terjadi pada otot paha dan otot jantung tikus yang diakibatkan oleh pelatihan berat. Penelitian dilakukan selama 3 minggu dengan membandingkan kelompok kontrol yang tidak mendapat perlakukan, kelompok mendapat perlakuan

pelatihan berat, dan kelompok mendapat

75

perlakuan pelatihan berat dan mendapat astaxanthin. Terjadinya peningkatan Creatine Kinase dan aktivitas mieloperoksidase pada otot paha dan jantung yang lebih rendah pada kelompok yang menggunakan Astaxanthin. Terlihat astaxanthin menumpuk pada otot paha dan jantung setelah 3 minggu perlakuan. Astaxanthin dapat menurunkan kerusakan pada otot dan jantung tikus yang disebabkan oleh pelatihan berat dan termasuk infiltasi neutrophil yang dapat menyebabkan kerusakan lebih lanjut. Penelitian terhadap efek astaxanthin pada tanda kerusakan otot pada pelatihan resisten eksentrik dilakukan pada 20 orang yang melakukan pelatihan beban sebanyak 10 set dengan 10 repetisi dengan beban 85% dari satu repetisi maksimal. Hasil dari penelitian tersebut tidak menunjukan adanya perbedaan kenyerian pada otot, kadar Creatine Kinase dan kemampuan otot yang diukur pada kelompok pelatihan beban dan pelatihan beban dengan memakai astaxanthin (Bloomer dkk, 2005). Senyawa nitrogen reaktif (NOS) juga berperanan dalam proses peradangan. Sama seperti pada senyawa oksigen reaktif, astaxanthin juga mengurangi pembentukan Nitric oxide (NO) dan aktivitas NOS pada sel makrofag tikus, mengakibatkan hambatan COX (cyclooxygenase)

yang

menurunkan produksi dari PGE2 (Prostaglandin) dan TNF- α (Tumor Necrosis Factor) . TNF- α akan memproduksi sitokin dengan teraktivasinya makrofag dan monosit, dan mempunyai ketahanan non spesifik terhadap berbagai macam virus infeksi. Astaxanthin juga menekan NO serum, TNF α dan and IL-1β (interleukine) pada tikus yang disuntik lipopolisakarida. TNF-α dan IL-1 menurunkan aktivitas p38 MAPK, yang merupakan ekspresi gen proinflamasi

76

dan produksi sitokin. Karena itu Astaxanthin mempunyai daya anti inflamasi atau peradangan dengan menghambat terbentuknya senyawa oksigen reaktif dan spesies Nitrogen (Park dkk, 2010; Capelli dan Cysewki, 2006) Asupan antioksidan berulang mungkin dapat mencegah katabolisme musculoskeletal yang disebabkan karena kurangnya nutrisi tertentu, pelatihan yang berlebihan, stres karena overtraining, dapat mencegah dan memperbaiki atropi otot dan penggunaan protein otot yang disebabkan salahnya pengunaan, seperti pada cidera otot, imobilisasi atau tirah baring yang lama, dan proses penuaan yang berhubungan dengan berkurangnya massa otot dan kekuatan. Juga akan terjadi peningkatan aktivitas transportasi creatine pada sel otot dan saraf, memperbaiki metabolisme gula di serat otot, dan meningkatkan kapasitas kerja musculoskeletal. Diyakini asupan suplementasi yang mengandung antioksidan dapat mencegah dan membantu terapi terhadap kondisi neurodegenarasi seperti Amyotrophic Lateral Sclerosis, Huntington’s Disease dan Parkinson Disease juga menurunkan kejadian kerusakan karena penyempitan pembuluh darah otak pada pasien dengan resiko tinggi terkena stroke. Diet dan suplementasi bisa membantu mempertahankan kontraksi otot dan mempertahankan fungsi saraf otot pada kondisi tersebut (Wataru dkk, 2006). Berdasarkan penelitian sebelumnya dan teori di atas, mekanisme kerja Astaxanthin dalam mencegah terjadinya nekrosis dan peradangan jaringan otot pada keadaan overtraining adalah melalui pencegahan terbentuknya senyawa oksigen reaktif (ROS) dan senyawa Nitrogen reaktif pada keadaan overtraining. Pada keadaan overtraining terjadi peningkatan penggunaan oksigen yang akan memicu terbentuknya ROS, di mana ROS akan menimbulkan reaksi peradangan

77

dan nekrosis pada otot pada keadaan overtraining. Asupan Astaxanthin secara teratur dapat menurunkan angka kejadian nekrosis dan sel radang pada jaringan otot dibandingkan dengan kelompok yang tidak memakai astaxanthin, terlihat bahwa astaxanthin dapat mencegah terjadinya kerusakan jaringan otot pada saat pelatihan, sehingga performa pelatihan dapat tetap dipertahankan dan keuntungan pelatihan optimal dapat dicapai.

78

BAB VII SIMPULAN DAN SARAN

7.1 Simpulan Berdasarkan hasil penelitian terhadap tikus yang diberi pelatihan maksimal (overtraining) setiap hari dan pemberian astaxanthin 1,2 mg/kgBB pada tikus yang mengalami pelatihan maksimal (overtraining) setiap hari selama 30 hari, didapatkan simpulan sebagai berikut: 1. Terjadi nekrosis dan peradangan pada m. gastrocnemius tikus yang mengalami overtraining . 2. Pemberian astaxanthin dengan dosis 1,2 mg/kgBB setiap hari selama 30 hari mencegah terjadinya nekrosis dan peradangan jaringan otot pada tikus yang mengalami overtraining.

7.2 Saran Sebagai saran dalam penelitian ini adalah: 1. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai overtraining pada manusia hingga ditemukan parameter yang pasti dalam menentukan kondisi overtraining sehingga dapat dipakai sebagai alat pasti untuk menentukan seseorang dalam keadaan overtraining. 2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut pada manusia untuk mengetahui dosis optimal astaxanthin dalam mencegah kerusakan otot saat melakukan pelatihan berlebih.

79

3. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui apakah astaxanthin dapat menyembuhkan kerusakan otot yang terjadi saat melakukan pelatihan berlebih dan dosis yang tepat untuk tujuan kuratif tersebut. 4. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui efek astaxanthin terhadap kerusakan lain dalam tubuh dan juga terhadap penyakit degeneratif lain, serta dosis optimal untuk tujuan tersebut.

80

DAFTAR PUSTAKA. Abramson, J.L. and Vaccarino, V. 2002. Relationship Between Physical Activity and Inflammation Among Apparently Healthy Middle-aged and Older US Adults. Arch Intern Med Vol. 162 No. 11, June 10, 2002. p:1286-1292. Aoi, W., Naito, Y., Sakuma, K. 2003. Asthaxanthine limits exercise-induced skeletal and cardiac muscle damage in mice. Antioxidants and Redox Signaling. Volume 5. Number 1. Aoi, W., Naito, Y., Takanami, Y., Ishii, T. 2007. Astaxanthin Improves Muslce Lipid Metabolism in Exercise Via Inhibitory Effects of Oxidative CPT I Modification. Biochemical and Biophysical Research Communication. Vol,. 366. P 892-897. Archambault, S. 2000. Independent Samples T Test. Available from: http://www.wellesley.edu/psychology.psych205/indepttest.html. Accessed June 12,2010. Beers, M. 2004. The Merck Manual of Health & Aging. New York : Balantine. P 901-914. Bell, J. 2008. The Book of Personal Training. International Fitness Professionals Association. p 331-337. Bloomer, R.J., Fry, A., Schilling, B. 2005. Astaxanthin supplementation does not attenuate muscle injury following eccentric exercise in resistance-trained men. International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism. 2005 Agustus. Available from : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16286671. Accessed 14 January 2009. Bloomer, R.J. 2007. The role of nutritional supplements in the prevention and treatment of resistance exercise-induced skeletal muscle injury. Available from : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17503877. Accessed August 21, 2010. Capelli, B., Cysewski, G. 2006. Natural Astaxanthin : King of the Carotenoids. Cyanotect Corporation. 2006, p 93. Clarkson,P.M., Hubal,M.J. 2002. Exercise-Induced Muscle Damage in Humans. Available from : http://journals.lww.com/ajpmr/pages/articleviewer.aspx?year=2002&issue =11001&article=00007&type=abstract. Accessed November 18, 2009. Clarkson,P.M., and Thompson, H.S. 2000. Antioxidants: what role do they play in physical activity and health?. Am J Clin Nutr 2000;72(suppl):637S– 46S.

81

Cunha, G.S., Ribeiro, J.L. Oliveira,A.R. 2006. Overtraining: theories, diagnosis and markers. Rev Bras Med Esporte .Vol. 12, Nº 5. Cysewski, G.R. and Lorenz, R.T. 2000. Commercial potential for Haematococcus Microalgae as a natural source of astaxanthin. Trend In Biotechnology. 2000. Vol. 18. p 160-167. Darren, E.R., Warburton, Nicol, C.W., Bredin S.D. 2006. Health benefits of physical activity: the evidence. Canadian Medical Association Journal CMAJ • March 14, 2006. Dimitrov, D. M. and Rumrill, P. D. Jr . 2003. Pretest-posttest designs and measurement of Change. Speaking of Research, Work 20 (2003) 159– 165. Available from : http://cehd.gmu.edu/assets/docs/faculty_publications/dimitrov/file5.pdf. Accessed December 22, 2011. Ebbeling, C.B. 2003. Exercise-induced muscle damage and adaptation. Available from : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/2657962. Accessed November 18,2009. Elstein, M. 2005. You Have The Power. Australia : Dr. Michael Eilstein. p 91-93. Eritsland, J. 2000. Safety considerations of polyunsaturated fatty acids. American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 71, No. 1, 197S-201S, January 2000. Gledhill, N., Jamnick, V. 2003. The Canadian Physical Activity, Fitness and Lifestyle Approach. CSEP-Health and Fitness Program Health-Related Appraisal and Counseling Strategy, 3rd Editiion, Available from : http://www.sirc.ca/publishers/publication.cfm?publicationid=252&publish erid=65. Accessed 18 May 2010. Gleeson, M. 2002. Biochemical and Immunological Markers of Overtraining.Journal of Sports Science and Medicine (2002) 1, p. 31-41. Goldman, R. 2007. The New Anti-Aging Revolution. Australasian Edition. Malaysia : Advantage Quest Pubilications. p 15- 17. Grobler, L., Collins, M., Lambert, M. 2004a. Remodelling of skeletal muscle following exercise-induced muscle damage. International SportMed Journal. Vol.5 No.2. Grobler, L.,Collins, M., Lambert, M., Sinclair-Smith, C. 2004b. Skeletal muscle pathology in endurance athletes with acquired training intolerance. Br J Sports Med. 2004. Vol. 38. p. 697–703.

82

Harnish,C. 2009. The Underperformance Syndrome: Beyond overtraining. Available from : http://thinkfastmovefaster.com/information/articles/308the-underperformance-syndrome-beyond-overtraining. Accessed August 21, 2010. Harman, D. 2004. The Free Radical Theory of Aging. Antioxidants & Redox Signaling. Volume: 5 Issue 5: July 5, 2004. Hartmann, U., Mester,J. 2000. Training and overtraining markers in selected sport events. Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 32, No. 1, p. 209-215, 2000. Hashimoto, H., Kazuhiro, Y., Masayuki, Y. 2007. Carotinoid Science. Interdiciplinary Journal of Research of Carotinoid. Vol. 11.

An

Haskell, W.L., Lee, I. M., Pate, R. R., , Powell, K.E.,Blair, S. N., Franlin, B. A., Macera, C. A., Heath, G. W., Thompson, P. D., Bauman A. 2007. Physical Activity and Public Health: Updated Recommendation for Adults from the American College of Sports Medicine and the American Heart Association. Medicine & Science in Sport & Exercise. Available from : http://walking.about.com/gi/o.htm?zi=1/XJ&zTi=1&sdn=walking&cdn=h ealth&tm=99&f=10&su=p284.12.336.ip_p674.8.336.ip_&tt=2&bt=0&bts =0&zu=http%3A//www.acsm.org/AM/Template.cfm%3FSection%3DHo me_Page%26Template%3D/CM/ContentDisplay.cfm%26ContentID%3D 7788. Accesses October 24, 2011.. Kehrer, J.P. 2000. The Haber-Weiss reaction and mechanisms of toxicity. Toxicology. 2000 Aug 14;149(1), p:43-50. Heuer, M. 2007. Dietary supplement for enhancing skeletal muscle mass, decreasing muscle protein degradation, downregulation of muscle catabolism pathways, and decreasing catabolism of muscle cells. Available from http://images2.freshpatents.com/pdf/US20070015686A1.pdf. Accessed 21 January 2011. Higuera-Ciapara, I, Félix-Valenzuela, L, Goycoolea F.M. 2000. Astaxanthin: a review of its chemistry and applications. 2006. Crit Rev Food Sci Nutr. 2006;46(2):185-96. Ikeuchi, M., Koyama, T., Takahashi, J., Yazawa, K. 2006. Effects of Astaxanthin Supplementation on Exercise-Induced Fatigue in Mice. Available from : http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17015959. Accessed August 21,2010.

83

Iorio, E.L. 2007. The Measurement of Oxidative Stress. International Observatory of Oxidative Stress, Free Radicals and Antioxidant Systems. Special supplement to Bulletin Vol. 4. No 1.

Karppi,. 2005. Effects of Astaxanthin Supplementation on Lipid Peroxiodation. International Journal for Vitamin and Nutrition Research. 2007 Jan;77(1):3-11. Kusumawati, D. 2000. Bersahabat dengan Hewan Coba. Yogyakarta. Gadjah Mada University Press. Lee, I.M, Paffenbarger, R.S. 2000. Associations of Light, Moderate, and Vigorous Intensity Physical Activity with Longevity. The Harvard Alumni Health Study. Am. J. Epidemiol. (2000) 151 (3): 293-299. Leeuwenburgh, C., Heinecke, J.W. 2001. Oxidative Stress and Antioxidants in Exercise. Current Medicinal Chemistry 2001, 8, 829-838 829 Lehmann, M. 1998. Autonomic Imbalance Hypothesis and Overtraining Syndrome. Med. Sci. Sport Exerc., Vol 30, No. 7, p 1140-1145. Malmsten, C.L., Lignell, A. 2008. Dietary Supplementation with AstaxanthinRich Algal Meal Improves Strength Endurance – A Double Blind Placebo Controlled Study on Male Students. Carotenoid Science, Vol.13, 2008. Oliveira, A.R., Schneider, C., Ribeiro, J.L., Deresz, L.F., Barp J., Belló-Klein A. 2003. Oxidative stress after three different intensities of running. Med Sci Sports Exerc. 2003; 35:S367. Pangkahila, W. 2007. Anit-Aging Medicine. Jakarta : PT. Gramedia. p 107-114. Park, J.S., Chyun, J.H., Kim, Y.K., Line L.L., Chew, B.P. 2010. Astaxanthin decreased oxidative stress and inflammation and enhanced immune response in humans. Available From : http://www.nutritionandmetabolism.com/content/7/1/18. Accessed August 18, 2011. Petibois, C., Cazorla, G., Jacques-Rémi, P., Déléris, G. 2000. Biochemical Aspects of Overtraining in Endurance Sports A Review. Sports Med 2002; 32 (13): 867-878. Pidcock, J. 2003.How carbohydrate can help to protect against muscle damage" Pocock, 2008. Clinical Trial. John Wiley and Sons. p 123-128.

84

Radak, Z, Taylor, A.W., Ohno, H., Goto, S. 2001. Adaptation to exercise-induced oxidative stress: from muscle to brain. Exerc Immunol Rev. 2001;7:90107. Reagan-Shaw, S., Nihal,M., Ahmad, N. 2007. Dose translation from animal to human studies revisited. The FASEB Journal • Life Sciences Forum. Vol 22. March 2007. Rees, D. 2001. Essential Statistics. 4th ed. London: Chapman & Hall. p. 258. Reynolds, G. 2010. Phys Ed: Free the Free Radicals. Available from : http://well.blogs.nytimes.com/2010/10/06/phys-ed-free-the-free-radicals/. Accessed October 24, 2011.

Rokyta, R, Stopka, P, Holecek, V, Krikava, K, Pekárková, I. 2004. Direct measurement of free radicals in the brain cortex and the blood serum after nociceptive stimulation in rats. Neuroendocrinology Letters No.4 August Vol.25, 2004 Schoonjans, F. 2008. MedCalc. Available from: http://www.medcalc.be/manual/ mannwhitney.php. Accessed June 12, 2010. Schneider, C.D., Barp, J., Ribeiro, J.L., Belló-Klein A., Oliveira, A.R. 2005. Oxidative stress after three different intensities of running. Can J Appl Physiol. 2005;30(6):723-34. Tidball, J.G. 2005. Inflammatory processes in muscle injury and repair. Available from : http://ajpregu.physiology.org/cgi/content/abstract/288/2/R345. Accessed July 12,2009. Urso, M.L, Clarkson, P.M. 2003. Oxidative stress, exercise, and antioxidant supplementation. Environmental and Nutritional Interactions Antioxidant Nutrients and Environmental Health. Volume 189, Issues 1-2, 15 July 2003, Pages 41-54. Wataru, A., Naito,Y., Yoshikawa, T. 2006. Exercise and functional foods. Available from : http://www.nutritionj.com/content/5/1/15. Aceessed July 20,2009. Weisstein, E. 2008. Wilcoxon Signed Rank Test. Available from: http://mathworld.wolfram.com/WilcoxonSignedRanktest. Accessed June, 2010. William, J.E. 2000. Vitamin E, vitamin C, and exercise. American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 72, No. 2, 647S-652s, August 2000

85

LAMPIRAN

Lampiran 1. Tabel konverisi perhitungan dosis untuk beberapa jenis hewan dan manusia TABEL KONVERSI PERHITUNGAN DOSIS UNTUK BEBERAPA JENIS HEWAN DAN MANUSIA Mencit Tikus 20 g 200g Mencit 20 g Tikus 200 g Marmot 400 g Kelinci 1,5 kg Kucing 2 kg Kera 4 kg Anjing 12 kg Manusia 70 kg

Marmot 400g

Kelinci 1,5 kg

Kucing 2 kg

Kera 4 kg

Anjing 12 kg

Manusia 70 kg

1,0

7,0

2,25

27,8

29,7

64,1

124,2

387,9

0,14

1,0

1,74

3,9

4,2

9,2

17,8

56,0

0,08

0,57

1,0

2,25

2,4

5,2

10,2

31,5

0,04

0,25

0,44

1,0

1,08

2,4

4,5

14,2

0,03

0,23

0,41

0,92

1,0

2,2

4,1

13,0

0,016

0,11

0,19

0,42

0,45

1,0

1,9

6,1

0,008

0,06

0,10

0,22

0,24

0,52

1,0

3,1

0,0026

0,018

0,013

0,07

0,076

0,16

0,32

1,0

Keterangan : Konversi perhitungan dosis untuk beberapa jenis hewan dan manusia (Kusumawati, 2000).

86

Lampiran 2. Gambaran hisotlogis otot tikus

Serat Otot normal pada kelompok kontrol

Nekrosis pada serat otot kelompok tikus yang mengalamai overtraining

87

Nekrosis pada serat otot kelompok tikus yang mengalami overtraining dan mendapat astaxanthin

Infiltrasi sel radang pada otot kelompok tikus yang mengalami overtraining

88

Nekrosis dengan infiltrasi sel radang pada otot kelompok tikus yang mengalami overtraining dan mendapat astaxanthin

89

Lampiran 3. Distribusi hasil

N0

1 2 3 4 5 6 7 8 N0

1 2 3 4 5 6 7 8 N0

1 2 3 4 5 6 7 8

Pemeriksaan distribusi nekrosis Musculoskeletal tikus putih yang direnangkan secara maksimal (RM) Pengamatan dilakukan pada 5 lapang pandang, 400X I II III IV V 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 0 2 2 2 2 2 2 1 0 1 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Pemeriksaan distribusi sel radang Musculoskeletal tikus putih yang direnangkan secara maksimal (RM) Pengamatan dilakukan pada 5 lapang pandang, 400X I II III IV V 1 1 1 1 2 2 1 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 0 0 2 2 1 2 1 0 2 2 2 2 2 2 2 Pemeriksaan distribusi nekrosis Musculoskeletal tikus putih yang direnangkan secara maksimal + Ataxantin (RMA) Pengamatan dilakukan pada 5 lapang pandang, 400X I II III IV V 1 1 1 0 1 2 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1

90

N0

1 2 3 4 5 6 7 8

Pemeriksaan distribusi sel radang Musculoskeletal tikus putih yang direnangkan secara maksimal + Ataxantin(RMA) Pengamatan dilakukan pada 5 lapang pandang, 400X I II III IV V 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0

91

Lampiran 4 Uji Normalitas Data Nekrosis dan Sel Radang

Kelompok Nekrosis Renang Maksimal Renang Maksimal + Astaxanthin Sel Radang Renang Maksimal Renang Maksimal + Astaxanthin

Kolmogorov-Smirnov Shapiro-Wilk Statistic df Sig. Statistic df Sig. .240 8 .195 .858 8 .114 .290

8

.046

.794

8

.025

.176

8

.200*

.917

8

.410

.415

8

.000

.689

8

.002

Nekrosis konstan pada Kelompok Kontrol, tidak dilampirkan dalam perhitungan. Sel Radang konstan pada Kelomplok Kontrol, tidak dilampirkan dalam perhitungan.

92

Lampiran 5 Uji Kruskal-Wallis Data Nekrosis dan Sel Radang antar Kelompok Perlakuan

N Nekrosis Kontrol Renang Maksimal Renang Maksimal + Astaxanthin Total Sel Kontrol Radang Renang Maksimal Renang Maksimal + Astaxanthin Total

Std. Std. Mean Deviation Error 8 .000 .0000 .0000 8 1.750 .2330 .0824 8

95% Confidence Interval for Mean Lower Upper Bound Bound .000 .000 1.555 1.945

.425

.2493

.0881

.217

.633

24 .725 8 .000 8 1.525

.7842 .0000 .3845

.1601 .0000 .1359

.394 .000 1.204

1.056 .000 1.846

8

.425

.2493

.0881

.217

.633

24

.650

.7034

.1436

.353

.947

N 8 8

Mean Rank 4.50 20.50

8

12.50

Uji Kruskal-Wallis

Nekrosis

Sel Radang

Kelompok Kontrol Renang Maksimal Renang Maksimal + Astaxanthin Total Kontrol Renang Maksimal Renang Maksimal + Astaxanthin Total

24 8 8

4.50 20.44

8

12.56

24

93

Uji Statistik a,b J_nekrosis Chi-Square df Asymp. Sig. a. Kruskal Wallis Test b. Grouping Variable: Kelompok

J_sel_radang 21.421 2 .000

21.322 2 .000

94

Lampiran 6 Uji Wilcoxon Sign Rank Test Data Nekrosis antara Sebelum dengan Sesudah Perlakuan Kelompok = Kontrol Uji Wilcoxon Signed Ranks N Mean Rank Sum of Ranks a Nekrosis_post Negative Ranks 0 .00 .00 b Nekrosis_pre Positive Ranks 0 .00 .00 c Ties 8 Total 8 a. Nekrosis_post < Nekrosis_pre b. Nekrosis_post > Nekrosis_pre c. Nekrosis_post = Nekrosis_pre

Uji Statistik b,c Nekrosis_post - Nekrosis_pre Z .000a Asymp. Sig. (2-tailed) 1.000 a. The sum of negative ranks equals the sum of positive ranks. b. Kelompok = Kontrol c. Wilcoxon Signed Ranks Test Kelompok = Renang Maksimal Uji Wilcoxon Signed Ranks N Nekrosis_post Nekrosis_pre

Negative Ranks Positive Ranks Ties Total a. Nekrosis_post < Nekrosis_pre b. Nekrosis_post > Nekrosis_pre c. Nekrosis_post = Nekrosis_pre

Mean Rank Sum of Ranks 0 .00 .00 b 8 4.50 36.00 c 0 8 a

95

Uji Statistikb,c Nekrosis_post - Nekrosis_pre -2.546a .011

Z Asymp. Sig. (2-tailed) a. Based on negative ranks. b. Kelompok = Renang Maksimal c. Wilcoxon Signed Ranks Test

Kelompok = Renang Maksimal + Astaxanthin Uji Wilcoxon Signed Ranks N Nekrosis_post Nekrosis_pre

Negative Ranks Positive Ranks Ties Total a. Nekrosis_post < Nekrosis_pre b. Nekrosis_post > Nekrosis_pre c. Nekrosis_post = Nekrosis_pre d. Kelompok = Renang Maksimal + Astaxanthin

Mean Rank Sum of Ranks 0 .00 .00 b 8 4.50 36.00 c 0 8 a

Uji Statistikb,c Nekrosis_post - Nekrosis_pre -2.549a .011

Z Asymp. Sig. (2-tailed) a. Based on negative ranks. b. Kelompok = Renang Maksimal + Astaxanthin c. Wilcoxon Signed Ranks Test

96

Lampiran 7 Uji Wilcoxon Sign Rank Test Data Sel Radang antara Sebelum dengan Sesudah Perlakuan Kelompok = Kontrol

Uji Wilcoxon Signed Ranks N Sel_Radang_post Sel_Radang_pre

Negative Ranks Positive Ranks Ties Total a. Sel_Radang_post < Sel_Radang_pre b. Sel_Radang_post > Sel_Radang_pre c. Sel_Radang_post = Sel_Radang_pre

Mean Rank Sum of Ranks 0 .00 .00 b 0 .00 .00 c 8 8 a

Uji Statistikb,c Sel_Radang_post - Sel_Radang_pre Z Asymp. Sig. (2-tailed) a. The sum of negative ranks equals the sum of positive ranks. b. Kelompok = Kontrol c. Wilcoxon Signed Ranks Test

.000a 1.000

97

Kelompok = Renang Maksimal

Uji Wilcoxon Signed Ranks N Sel_Radang_post Sel_Radang_pre

Negative Ranks Positive Ranks Ties Total a. Sel_Radang_post < Sel_Radang_pre b. Sel_Radang_post > Sel_Radang_pre c. Sel_Radang_post = Sel_Radang_pre

Mean Rank Sum of Ranks 0 .00 .00 b 8 4.50 36.00 c 0 8 a

Uji Statisticsb,c

Z Asymp. Sig. (2-tailed) a. Based on negative ranks. b. Kelompok = Renang Maksimal c. Wilcoxon Signed Ranks Test

Sel_Radang_post - Sel_Radang_pre -2.527a .012

98

Kelompok = Renang Maksimal + Astaxanthin Uji Wilcoxon Signed Ranks N Sel_Radang_post Sel_Radang_pre

Negative Ranks Positive Ranks Ties Total a. Sel_Radang_post < Sel_Radang_pre b. Sel_Radang_post > Sel_Radang_pre c. Sel_Radang_post = Sel_Radang_pre

Mean Rank Sum of Ranks 0 .00 .00 b 8 4.50 36.00 c 0 8 a

Uji Statistikb,c Sel_Radang_post - Sel_Radang_pre -2.588a .010

Z Asymp. Sig. (2-tailed) a. Based on negative ranks. b. Kelompok = Renang Maksimal + Astaxanthin c. Wilcoxon Signed Ranks Test

99

Lampiran 8

Statistik Deskriptifa Percentiles N

50th (Median)

25th

75th

Nekrosis

8

.000

.000

.000

Sel_Radang

8

.000

.000

.000

Kelompok

8

1.00

1.00

1.00

a. Kelompok = Kontrol

Statistik Deskriptif a Percentiles N

50th (Median)

25th

75th

Nekrosis

8

1.600

1.700

2.000

Sel_Radang

8

1.200

1.500

1.950

Kelompok

8

2.00

2.00

2.00

a. Kelompok = Renang Maksimal

Statistik Deskriptif a Percentiles N

25th

50th (Median)

75th

Nekrosis

8

.200

.400

.700

Sel_Radang

8

.250

.400

.400

Kelompok

8

3.00

3.00

3.00

a. Kelompok = Renang Maksimal + Astaxanthin

100

Lampiran 9 Perhitungan persentase

Persentase penurunan angka kejadian nekrosis antara kelompok renang maksimal dengan astaxanhin dibandingkan dengan kelompok renang maksimal : 1.7 – 0.4 1.7

X

100% = 76.47%

Persentase penurunan angka kejadian sel radang antara kelompok renang maksimal dengan astaxanthin dibandingkan dengan kelompok renang maksimal : 1.5 – 0.4 1.5

X 100 %n = 73.33 %