BAB I PENDAHULUAN Respirasi aerob adalah Suatu bentuk respirasi seluler yang membutuhkan oksigen untuk menghasilkan energi. Respirasi aerob merupakan proses menghasilkan energi oleh oksidasi penuh nutrisi melalui siklus Krebs di mana oksigen adalah akseptor elektron terakhir. Dengan respirasi aerob, glikolisis berlanjut dengan siklus Krebs dan fosforilasi oksidatif. Reaksi-reaksi pascaglikolitik terjadi di mitokondria dalam sel eukariotik, dan pada sitoplasma dalam sel prokariotik. Metabolisme aerob lebih efisien daripada metabolisme anaerob dalam hal keuntungan bersih ATP. Proses melepaskan energi bekerja paling efisien jika oksigen digunakan. Respirasi Aerob adalah bentuk normal respirasi. Hal ini membutuhkan oksigen dan melepaskan energi paling banyak dari glukosa. Ketika kita bernafas seperti ini kita menghirup oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida keluar. Selama respirasi aerob 1 mol glukosa menghasilkan 2.830 kilojoule energi. Respirasi aerob menghasilkan energi, karbon dioksida dan air. Respirasi aerob terjadi di dalam sel. Semua sel membutuhkan pasokan energi untuk melaksanakan fungsi mereka. Makanan dan oksigen yang diangkut ke sel-sel pada manusia oleh darah dalam sistem peredaran darah. Oksigen berasal dari paru-paru dari sistem pernapasan dan makanan berasal dari usus kecil dari sistem pencernaan. Mitokondria sel adalah lokasi sebenarnya untuk respirasi aerob. Ketika makanan dibakar untuk melepaskan energi dengan menggunakan oksigen dua produk limbah yang dihasilkan: karbon dioksida dan air. Proses respirasi aerob dapat diwakili oleh persamaan kata: makanan + oksigen -> energi + karbon dioksida + air. Respirasi aerob adalah peristiwa pembakaran zat makanan menggunakan oksigen dari pernapasan untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Selanjutnya, ATP digunakan untuk memenuhi proses hidup yang selalu memerlukan energi. Respirasi aerob disebut juga pernapasan, dan terjadi di paruparu. Sedangkan, pada tingkat sel respirasi terjadi pada organel mitokondria. Secara sederhana reaksi respirasi adalah sebagai berikut: C6H12O6 + 6O2 → 6 CO2 + 6H2O + 36 ATP.
1
Respirasi aerob terjadi secara bertahap adapun tahap-tahapnya : A. Glikolisis Glikolisis merupakan perombakan glukosa menjadi asam piruvat dalam sitosol secara anaerob. Terjadi kegiatan enzimatis dan melibatkan energi berupa ATP dan ADP. Hasil akhir glikolisis adalah 2 mol asam piruvat untuk setiap 1 mol glukosa, 2 mol NADH sebagai sumber elektron berenergi tinggi, 2 mol ATP untuk setiap mol glukosa. B. Daur Kreb`s Terjadi penyatuan aseti Ko-A dengan asam oksaloasetat (terjadinya perubahan asetil Ko-A menjadi CO2 dengan pembebasan energi), membentuk asam sitrat maka peristiwa ini sering disebut juga siklus asam sitrat (asam trikarbosilat), terjadi dalam matriks mitokondria. Tiap molekul glukosa menghasilkan 2 molekul asetil koenzim A dan 4 molekul CO2. Elektron berenergi tinggi dari glikolisis dan daur Kreb`s dipindahkan ke rantai pembawa elektron. Tiap molekul glukosa menghasilkan 2 molekul asetil koenzim A dan 4 molekul CO2, Elektron berenergi tinggi dari glikolisis an daur Kreb`s di pindahkan ke rantai pembawa elektron. C. Transfer Elektron Terjadi dalam membran mitokondria, hidrogen berenergi tinggi bereaksi dengan oksigen (sebagai akseptor terakhir) oleh enzim sitokrom, akan terbentuk H2O. hidrogen dari siklus Kreb`s bergabung dengan FADH2 dan NADH diubah menjadi elektron dan proton. Dalam transfer elektron dihasilkan 34 ATP.
2
BAB II PEMBAHASAN Pada proses pembentukan ATP melalui proses aerobic terjadi pada organel sel yang disebut Mitokondria. Untuk menambah kedalaman pembahasan, selain proses pembentukan ATP intra-mitokondria, dalam makalah ini akan dibahas juga tentang “struktur motokondria”. Pada proses dalam mitokondria dihasilkan 36 ATP (Fox. 1972; 1993; Harper. 1996). Begitu besarnya ATP yang dihasilkan dibandingan dengan kedua system energi sebelumnya, maka mitokondria dikenal juga sebagai “pabrik energi”. Berikut ini akan dijelaskan tentang struktur mitokondria dan pembentukan ATP didalam mitokondria. Mitokondria terbentuk dari membrana luar dan membrane dalam yang terlipat berbentuk Krista. Ruang diantara 2 membran tersebut disebut ruang intrakrista dan ruang disisi dalam membrana dalam disebut ruang matriks. Secara umum mitochondria mengambil tempat dilokasi yang membutuhkan banyak energi. Mitokondria (gambar 4) adalah satuan unit sel yang paling banyak ditemukan didalam sel (gambar 3) dan mempunyai peranan sebagai penghasil tenaga, serta memiliki bentuk yang paling sempurna pada bagian-bagian sel yang memerlukan proses penyediaan energi (Hurltman. 1967). Hasil kutipan penulis dari beberapa sumber ada empat penjelasan tentang pengertian mitochondria, yaitu: Menurut Fox and Bower (1993; 1972) Mitochondria merupakan satuan unit sel yang berada didalam sel otot yang mempunyai peranan sebagai tempat pemorosesan terjadinya energi. Dalam jurnal penelitian Suyanto Hadi (Guru besar fakultas kedokteran Universitas Diponegoro, spesialis
rematologi
bagian
dalam
menjelaskan
Mitokondrion
(jamak
mitokondria: berasal dari bahasa Inggris yaitu mitochondrion, mitochondria) yang artinya adalah bagian sel (kompartemen) atau organel tempat proses perubahan sistem (konversi) energi dalam bentuk molekul ATP (adenosine triphosphate) yang dibutuhkan berbagai aktivitas fungsi sel tubuh (Hollozy. 1998). Mitokondria berasal dari kata Yunani mito yang berarti benang, dan chondrion yang berarti seperti granul (butiranbutiran), dapat diartikan sebagai organela yang memiliki DNA dengan rangkaian butir-butir yang tersusunseperti benang. (Penjelasan Prof Xavier Leverve pada Pertemuan Ilmiah Tahunan II Spesialis Kedokteran Okupasi
3
(PERDOKI) 19 Februari 2005 di FKUI (http://www.kalbefarma.com). Pada dasarnya mitokondria itu merupakan struktur yang dapat memperbanyak dirinya sendiri, yang berarti bahwa satu mitokondria dapat membentuk mitokondria kedua, ketiga dan seterusnya, hal ini diperlukan oleh sel untuk meningkatkan jumlah ATP-nya (Fox. 1972). Ukuran dan bentuk mitokondria ternyata berbeda-beda, beberapa diantaranya hanya berdiameter sebesar beberapa ratus milimikron, dan bentuknya globular, sedangkan yang lain diameternya dapat mencapai 1 mikron hingga 7 mikron dan berbentuk filamen (Karlson. 1971). Meskipun morfologi mitokondria dari sel ke sel bervariasi, namun tiap mitokondria pada dasarnya mempunyai struktur yang menyerupai sosis, yang mempunyai membran luar (outer membrane) dan membran dalam (inner membrane) dan yang terliapt-lipat membentuk rak disebut cristae. Ruang yang terdapat diantara dua membran dinamakan ruang intra cista atau inter membrane dan ruang yang terdapat disisi dalam pada inner membrane disebut ruang matriks. Membran luar mitokondria terdapat enzim yang berkaitan dengan oksidasi biologi, menyediakan bahan mentah untuk terjadinya reaksi didalam mitokondria. Sedangkan enzim yang mengkonversi hasil-hasil karbohidrat terdapat pada siklus Krebs (Hurltman. 1967; Philips. 2003). Ukuran Mitokondria kira-kira sama dengan bakteri. Pada hepar agak memanjang 0,5-1,0 um x 3 um. Mitokondria seperti juga sel-sel yang lain (benda bebas di sitosol) seperti pada ginjal, pancreas. Bila mitochondria terdapat pada tempat yang terbatas, bentuknya lebih bervariasi. Mitokondria memiliki dua dinding yaitu outer dan inner membran. Dalam memasukkan protein kedalam matrik mitokondria terjadi mekanisme khusus. Pada mitokondria menurut Hollozy (1998) dan Karlson (1971) membran bagian luar mitokondria mengandungsebuah protein komplek (MOM Complex) dan membrane dalam (Mim Complex) memiliki fungsi sebagai bagian mesin pengimport protein. Secara lebih jelas lagi, oleh Fox (1993) dan Philips (2003) struktur mitokondria dijelaskan sebagai berikut: Membran luar, Membran luar mengandung protein transport yang disebut porin. Porin membentuk saluran yang berukuran relatif lebih besar di lapisan ganda lipid membran luar; sehingga membran luar dapat dianggap sebagai saringan yang memungkinkan lolosnya ion maupun molekul kecil berukuran 5
4
kDa atau kurang, termasuk protein berukuran kecil. Molekul-molekul tersebut bebas memasuki ruang antar membran, namun sebagian besar tidak melewati membran dalam yang bersifat impermeabel. Ini berarti bahwa dalam hal kandungan molekul kecil, di ruang antar membran bersifat ekuivalen dengan sitosol sedangkan di ruang matriks berbeda. Protein yang terletak pada membran luar meliputi berbagai enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid mitokondria dan enzim-enzim yang mengubah substrat lipid menjadi bentuk lain untuk selanjutnya dimetabolisme di matriks mitokondria. Membran dalam dan Krista, Membran dalam dan matriks mitokondria terkait erat dengan aktivitas utama mitokondria yaitu terlibat dalam siklus asam trikarboksilat, oksidasi asam lemak dan pembentukan energi. Rantai respirasi terdapat dalam membran dalam ini. Ruang antar membrane, Ruang antar membran adalah ruang yang berada di antara membran luar dan membran dalam mitokondria. Ruang ini mengandung sekitar 6% dari total protein mitokondria dan beberapa enzim yang bekerja menggunakan ATP (adenosine triphosphate) yang tengah melewati ruang tersebut untuk memfosforilasi nukleotida lain. Matriks, Sebagian besar (sekitar 67%) protein mitokondria dijumpai pada bagian matriks. Enzim-enzim yang dibutuhkan untuk proses oksidasi piruvat, asam lemak dan untuk menjalankan siklus asam trikarboksilat terdapat pada matriks ini. Rantai respirasi, Rantai respirasi dan inhibitornya dapat dilihat pada Tabel 3 yang juga merupakan ringkasan jalurmetabolik mitokondria. Semua kompleks ini berada di membran dalam dan mereka dapat dicapai oleh substrat baik yang berada pada membran maupun pada matriks. Telah diketahui pula berbagai inhibitor rantai respirasi dan efek kliniknyayang dapat dianggap sebagai pengetahuan awal dari mitochondrial medicine. Kompleks enzim respirasi mitokondria, sub unit yang disintesa oleh mitokondria dan inhibitor rantai respirasi (Philips. 2001; Fox. 2003; Hollozy. 2998). Kompleks Aktivitas
enzim
I
NADH-coQ reductase
Jumlah Polipeptida (yang disintesis di mitokondria) >45[7;ND14,4L,5,6]
Pusat redoks
Inhibitor
8 FeS(3 pusat)
Rotenone Piericidine
5
Amytal II
succinate- coQ reductase
4[tidak ada]
III
CoQH2 Cytochrome c
IV
reductase Cytochrome c oxidase ATP shyntase
7-8 [1;cytochrome b] 10 [3;CO I, COII,COIII] 1016[2;ATP6,AT P8]
V
2Cytochrome b Cytochrome c1 2FeS(1pusat) Cytochrome a Cytochrome a3
Malonate
2 Cu
CO CN Oligomycin
tidak relevan
Antimycin A
Keterangan: NADH: nicotinamide adenine dinucleotide; CoQ : coenzyme Q;ATP: adenosine triphosphate.
6
Gambar1. Mitocondria dan Celula Umana Structura
Pembentukan Atp Intra-Mitochondria Secara umum, pembentukan ATP didalam mitokondria merupakan hasil dari pemecahan glukosa atau asam lemak (glyserol) secara aerobic menjadi asam piruvat hingga proses akhir berupatransport electron (gambar 6). Sebelum melangkah lebih jauh dalam pembahasan perlu diketahu tentangbeberapa istilah kimia berikut: Acetyl, Acetyl-CoA, NAD+, NADH, FAD+, dan FADH2. Acetyl merupakan kumpulan dari dua molekulkarbon. Contoh dalam pemecahan karbohidrat, asam piruvat kehilangan CO2 menjadi Asetyl yang berkombinasi dengan ko enzim A membentu acetyl-CoA sebelum memasuki siklus krebs. Begitu juga, dalam metabolisme asam lemak, dua kelompok asetyl dibutuhkan dalam proses betaoksidasi dan kemudian memasuki siklus krebs. Sedangkan, metabolisme asam amino lebih kompleks lagi karena hanya beberapa dari asam pemecahan asam amino yang dapat memasuki siklus krebs. NAD+ ,(nicotinamide adenine dinucleotide) dan FAD+ (flavin adenine dinucleotide) merupakan reseptor hydrogen dan mengangkutnya. Sedangkan NADH dan FADH diturunkan dari NAD+ dan FAD+ yang berfungsi membawa electron ke system transport electron (Fox dan Bowers, 1993). Pada dasarnya terdapat beberapa reaksi sistem aerobik yang terjadi di dalam mitokondria, yaitu: (1) Aerobic glycolysis, (2) The Krebs Cycle, dan (3) Electron Transport System (ETS) (Foss. 1998; Fox dan Bowers. 1993). Glikolisis Aerobik, Reaksi pertama adalah pemecahan glikogen menjadi CO2 dan H2O disebut glikolisis. Pada dasarnya, hanya terdapat satu perbedaan antara proses glikolisis
7
anaerobic dengan aerobic, yaitu pada glikolisis aerobic tidak terjadi akumulasi asam laktat (Karlson. 1971). Dengan kata lain, terdapatnya aksigen menghambat terbentuknya asam laktat, tetapi tidak terjadi proses pembentukan kembali ATP. Dalam glikolisis, hasil akhinya berupa dua molekul asam piruvat, dua ATP dan 4H. Secara singkat dapat dituliskan dalam rumus kimia Glukosa + 2 ADP + 2PO4 2 Asam piruvat + 2 ATP + 2ATP dan 4H (Hurltman. 1967). Asam piruvat yang terbentuk kemudian dikonversi menjadi molekul asetikoenzim A (asetil KoA). Dalam proses konversi ini, tidak terbentuk ATP, tetapi 4 atom hydrogen yang dilepaskan akan membentuk 6 molekul ATP jika keempat atom hydrogen tersebut di oksidasi, seperti yang akan dibahas dalam siklus asam sitrat atau siklus Krebs (Hollozy. 1998). Siklus Asam Sitrat atau Siklus Krebs Tahap selanjutnya dalam degradasi molekul glukosa dalam mitokondria disebut siklus asam sitrat (juga disebut sebagai siklus asam trikarbosilat atau siklus krebs). Siklus ini merupakan suatu urutan reaksi kimia dimana gugus asetil dari asetil-KoA dipecah menjadi karbon dioksida dan atom hydrogen. Reaksi ini terjadi di dalam matrik mitokondria. Penjelasan dari rangkaian proses kimia di atas adalah sebagai berikut: Pemecahan asam piruvat menjadi CO2 dan H2O di dalam mitochondria dengan mempergunakan O2.Setiap molekul asam piruvat kehilangan atom karbon dan 2 atom oksigen sebagai CO2. Pada bersamaan setiap molekul asam piruvat dioksidasi dengan adanya NAD+, dan kehilangan 2 elektron dan 2 ion H. Elektron sangat penting untuk produksi ATP. Dua molekul karbon yang tersisa setelah setiap molekul asam piruvat kehilangan CO2, elektron dan ion hidrogen dinamakan kelompok asetil dan kemudian bergabung dengan kelompok lain dinamakan “Ko enzim A (Co A) untuk membentuk asetil Ko A. (reaksi “A”). Setiap molekul asetil Ko A kemudian masuk ke reaksi rangkaian daur yang dinamakan “daur kreb”. Pada gambar dapat dilihat bahwa Asetil Ko A bergabung dengan asam oksaloasetat dan kehilangan molekul koenzim A. Hasil reaksinya molekul Asam sitrat. Asam sitrat kemudian dikonversi menjadi asam sis-asonitat dan selanjutnya diubah menjadi asam isositrat. Reaksi “B” Asam isositrat (dengan bantuan pengangkut elektron, NAD+) menjadi asam oksalosuksinat. Pada reaksi “C” Asam oksalosuksinat melepaskan molekul CO2 dan menjadi asam Alfa-
8
ketoglutarat. Pada reaksi “D” dilepaskan kembali karbon yaitu pada waktu asam alfa-ketoglutarat mengalami oksidasi dengan NAD+ dan kehilangan CO2 ketika menghasilkan 1 ATP. Didalam reaksi “E” pengangkut elektron adalah FAD (Foss, 1998; Fox dan Bowers, 1993). Pada reaksi “F” Asam oksaloasetat mengalami regenerasi dan dapat dimulai dengan yang baru lagi. Untuk menghasilkan sejumlah ATP yang lebih besar melalui pemecahan asam piruvat secara aerobik, elektron dan ion hidrogen dikeluarkan ke perangkat elektron NAD dan FAD dan harus diangkut ke oksigen melalui sistem transport electron (Fox. 1972; Philips. 2003). Sistem Tranpor Elektron Setelah siklus asam sitrat selesai maka proses selanjutnya adalah system transpor electron (ETS). Menurut Foss (1998) Fox dan Bowers (1993) penjelasan rangkaian reaksi di atas sebagai berikut: Pada sistem transport elektron ion hidrogen dan elektron ditransfer dari persenyawaan yang satu ke persenyawaan berikutnya. Energi kimia dibebaskan pada 3 langkah (A, D, G) untuk menyediakan energi dalam pembentukan ATP dari ADP dan kelompok fosfat. Hilangnya elektron (oksidasi) pada waktu mengalami berbagai persenyawaan adalah bertanggung jawab untuk mengikat fosfat (fosforilasi) terhadap ADP untuk membentuk ATP di dalam mitokondria berhubungan dengan oksidasi molekul yang berurutan dua dalam system transport elektron yang diketahui sebagai “fosforilasi oksidasi” (oxidative phosphorylation). Proses ini menyediakan jumlah ATP yang terbesar untuk kontraksi otot. Reaksi “A” terjadi oksidasi NADH dan pada reaksi “B” adalah Flavoprotein H2 yang mengalami reaksi pada A, sekarang mengalami oksidasi. Dari sini sampai langkah H hanya elektron yang ditransfer diantara persenyawaan, sedangkan 2 ion hidrogen (H+) yang telah terikat ke flavoprotein H2 sekarang masuk ke dalam larutan dan dapat dipergunakan lagi pada H, pada reaksi oksidasi-reduksi. Oksigen dari darah menerima 2 elektron dari persenyawaan “G” (cytochrome oxidase) dan bergabung dengan larutan ion Hidrogen (H+) untuk membentuk air (H2O). Berdasarkan dari keterangan proses pembentukan ATP secara aerobic intra-mitochondria di atas, maka dapat disederhanakan tentang jumlah ATP yang dihasilkan oleh tiap Reasksi, yaitu sebagai berikut:
9
Step
coenzyme yield
Glycolysis preparatory phase
-2
Glycolysis pay-off phase
4
2 NADH
4
Oxidative decarboxylation Krebs cycle
2 NADH
ATP yield
6
2
6 NADH 18 2 FADH2 4 Dikutip dari http://www.en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrion
Source of ATP Phosphorylation of glucose and fructose 6-phosphate uses two ATP from the cytoplasm. Substrate-level phosphorylation Oxidative phosphorylation. Only 2 ATP per NADH since the coenzyme must feed into the electron transport chain from the cytoplasm rather than the mitochondrial matrix. Oxidative phosphorylation Substrate-level phosphorylation Oxidative phosphorylation Oxidative phosphorylation
Sedangkan rangkaian keseluruhan dalam proses pembentukan ATP dari pemecahan glukosa di dalam mitokondria adalah sebagai berikut: ATP dari pemecahan Glukosa secara Aerobik. Adaptasi Mitokondria Terhadap Latihan Aerobik. Penelitian pertama kali yang dilakukan pada tikus muda yang latih dengan berlari di treadmill selama 5 hari/minggu telah berhasil menunjukkan bahwa latihan aerobic berpengaruh dalam peningkatan jumlah mitokondria dalam otot skelet (Holozzy, 1998). Untuk memberikan peningkatan yang berarti, kecepatan dan durasi latihan ditingkatkan secara bertahap, Setelah tiga minggu, tikus berlari dengan kecepatan 31m/menit, dengan suduk kemiringan treadmill 80, dan total waktu berlari 120 menit per hari. Latihan dilakukan secara interval dengan 12 kali interval, 10 persesi, istirahat 30 detik diantara sesi interval dan kecepatan interval lari 42 m/menit. Hasil dari penilitian ini adalah terjadi peningkatan kemampuan dayatahan aerobic yang sangat besar (Hurltman. 1967). Penemuan hasil tersebut didukung dengan ditemukan bukti bahwa jumlah mitokondria dalam sel otot skelet menjadi lebih banyak dari pada sebelum latihan (Coyle, dkk. 1984). Selain itu, Succinate dehidrogenase, NADH dehidrogenase, NADH-cytocrom c reductase, dan aktivitas cytocrom oksidase per gram otot meningkat duakali lipat sebagai respon atas latihan yang telah dilakukan
10
(Holozzy, 1998). Konsentrasi cytocrom c juga meningkat duakali lipat, ini merupakan bukti bahwa protein enzim dalam mitokondria juga meningkat. Jumlah total protein dalam mitokondria meningkat 60%. Secara umum peningkatan kapasitas respirasi sel meningkat, karena meningkatnya tingkat respon enzyme terhadap aktivasi, transport, dan β oksidasi asam lemak. Enzim yang digunakan dalan oksidasi keton, sklus asam sitrat juga meningkat. Gambar 2. A. ilustrasi pembentukan energi di dalam mitokondria, dan B. ilustrasi pembentukan.
Sedangkan
perubahan
komposisi
mitokondria, selain peningkatan enzim yang mencapai tiga kali lipat, adalah peningkatan
protein
motokondria
seperti creatine kinase, adenylate kinase,
dan
alfa-glyserophosphate
dehydrogenase yang berperan dalam peningkatan kapasitas respirasi otot. Peningkatan komposisi ini, membuat mitokondria
tampak
lebih
besar
(Karlson. 1971). Latihan Berdasarkan Sistem Energi. Berdasarkan uraian di atas, dapat diketahui bahwa dalam tubuh manusia berkeja dua system energi utama yaitu system energi anaerobic dan aerobic. Aktivitas dalam suatu cabang olahraga, sangat bervariasi. Hal ini menyebabkan jenis system energi predominan dalam tiap cabang olahraga juga berbeda. Dengan mengetahui sistem energi yang bekerja dalam cabang olahraga tertentu, maka latihan tidak akan menjadi sia-sia (Fox. 1972). Bagaimana mungkin, seorang sprinter yang sebagian besar energy diperloleh dari system energy anaerobic dilatih dengan lari jarah jauh, tentunya ini sangat tidak sesuai dengan prinsip kekhususan dalam latihan (Philips. 2003). Untuk membedakan system energy yang bekerja pada suatu aktivitas fisik, dapat digunakan acuan waktu dalam melakukan aktivitas sebagai panduaanya, sebagaimana di jelaskan di bawah ini:
11
Tabel. Perkiraan durasi waktu dan klasifikasi system energi yang bekerja menurut fox dan bower (1993). Durasi (detik) 1-4 4 - 20 20 – 45
Klasifikasi
Energy Supplied By
Anaerobic Anaerobic Anaerobic
45 - 120 120 - 240
Anaerobic, Lactic Aerobic + Anaerobic
240- 600
Aerobic
ATP (dalam otot) ATP + PC ATP + PC + Glikogen Otot Glikogen Otot Glikogen Otot + Error! Hyperlink reference not valid. Laktat Glikogen Otot + asam lemak
Tabel 4. Perkiraan system energi yang bekerja pada tubuh pada durasi waktu tertentu
Latihan untuk system anaerobik (ATP-PC). Untuk membentuk kemampuan ini, sesi latihan dilakukan selama 4 sampai 7 detik dengan intensitas kerja tinggi mendekati puncak kecepatan. 3 . 10 . 30 meter dengan rekavery 30 detik/repetisi dan 5 menit per set, 15 . 60 meter dengan 60 detik rekavery, 20 . 20 meter shuttle runs dengan 45 detik rekavery. Latihan untuk system laktat anaerobic. Ketika PC yang ada dalam otot telah habis, maka akan dilakukan pemecahan glukosa secara anaerobic agar kebutuhan ATP tetap terpenuhi. Pemecahan dalam keadaan ini, menyebabkan akumulasi asam laktat dan hydrogen dalam otot yang menyebabkan capek. Salah satu contoh latihan untuk membentuk system ini adalah: 5 - 8 . 300 m fast - 45 detik rekavery – sampai pace terlihat sangat lambat, 150 m intervals pada 400 m pace - 20 s rekavery - sampai pace terlihat sangat lambat, 8 . 300 m 3 menit rekavery (lactate recovery training). Terdapat tiga jenis didalam kerja system energi ini, yaitu: Speed Endurance, Special Endurance 1 and Special Endurance 2. Setiap unit dapat dibentuk melalui cara sebagai berikut: Speed Endurance Intensitas Jarak No of Repetitions/Set No of Sets Total Jarak/Sesi Contoh
Special Endurance 1 Special Endurance 2 95 - 100% 90 to 100% 90 to 100% 80 - 150 m 150 to 300 m 300 to 600 m 2-5 1 to 5 1 to 4 2-3 1 1 300- 1200 m 300 to 1200 m 300 to 1200 m 3 . (60, 80, 100) 3 x 500 m 2 . 150 m + 2 . 200 m
12
Latihan Aerobik. Sistem energi aerobic menggunakan protein, lemak, dan karbohidrat (glikogen) dalam membentuk kembali ATP. System Energy ini dapat dibentuk dengan berbagai intensitas (tempo). Jenis tempo berlarinya adalah sebagai berikut: Continuous Tempo – berlari lama tapi pelan pada 50 sampai 70% dari detak jantung maksimal. Disini membutuhkan glikogen otot dan glikogen dalam hati. Respon normal dari system ini adalah meningkatkan simpanan glikogen dalam otot dan hati serta aktivitas glikolisis yang juga meningkat. Extensive Tempo – berlari terus menerus pada 60 - 80% detak jantung maksimal. Latihan ini sudah menyebabkan akumulasi laktat. Respon normal dari system ini adalah meningkatkan kemampuan tubuh dalam menoleransi laktat serta melatih kerja system dalam mengolah kembali asam laktat yang terbentuk. Intensive Tempo - berlari terus menerus pada 80 - 90% detak jantung maksimal. Pada latihan ini akan terjadi akumulasi laktat yang sangat tinggi, latihan ini juga membentuk speed endurance dan special endurance serta daya tahan anaerobic.
BAB III KESIMPULAN Setiap aktivitas fisik selalu memerlukan energi, baik yang diperoleh secara anaerobic maupun secara aerobic. Secara anaerobic yang prosesnya terjadi pada sitosol, system energi yang berkerja adalah system energi ATP-PC, dan Alactid Glycolytic. Sedangkan secara aerobic yang terjadi intra-mitochondria diperoleh melalui tiga proses kimia yaitu (1) Aerobic glycolysis, (2) The Krebs Cycle, dan
13
(3) Electron Transport System (ETS). Sedangkan jumlah ATP terbanyak yang dihasilkan berasal dari system energi aerobic yang terjadi dalam mikondria yaitu 36 ATP.
DAFTAR PUSTAKA Fox, E. L., dan D. L. Costill, 1972. Estimated Cardiorespiratory Responses During Marathon Running. Arch Environ Health. 24:315-324. Fox EL, and Bower WR. 1993. The Phisiological Basic for Exercise and Sport 5th Ed. WBC. Brown & Bencmark Publisher. Hollozy, J.O. Biochemical Adaptation in Muscle. Efect of Exercise onMitochondrial Oxigen Uptake dan Repiratory Enzym Activity inSceletal Muscle. Journal Biochemical. 242:2278-2282.
14
http://www.en.wikipedia.org/wiki/Mitochondrion. http://www.kalbefarma.com. Hurltman E.J. 1967. Studies on Muscle Metabolism of glycogen andAktive Phospate in Man with Special Reference to Exercise and Diet. Scand J Clin Lab Invet (Supll 94). 19:1-63. Karlson. 1971. Lactate and Phosphagen Concentration in Working Muscleof Man. Acta Physiol Scan (Supll) 358:1-72. Philips W.T dan Zuraitis J.R. 2003. Energy Cost of The ACSM Single Test Resistance Training Protocool. Journal of Strength angConditioning Researh Vol 17:350-355.
15
