Prosedur Latihan Interval Anaerob

Prosedur latihan interval anaerob

Tata-cara penulisan yang berkaitan dengan "Latihan interval" biasanya meliputi banyaknya Set, Jumlah repetisi/pengulangan, Jarak serta waktu interval kerja dan waktu interval istirahat. Sebagai contoh, satu set dari suatu tata-cara penulisan untuk program lari dapat ditulis sebagai berikut :

Set 1   6 x 200 at 0:33 (1:39)

dimana :

Set       =  suatu  rangkaian  interval  kerja  dan  interval  istirahat,  misalnya  lari  200 m sebanyak 6 x dengan waktu yang telah ditentukan dan dengan interval istirahat yang telah  ditentukan pula.

6          =  banyaknya repetisi/pengulangan interval kerja dalam 1 set

200      =  jarak latihan lari dalam meter (jarak interval kerja)

0:33     =  waktu latihan dalam menit dan detik ( kecepatan lari  selama interval kerja )

(1:39)   =  waktu interval istirahat dalam menit dan detik

           

Prinsip overload (penambahan beban) yang diterapkan dalam program latihan interval ini dilakukan dengan cara :

(1)  Meningkatkan "Kecepatan" interval kerja

(2) Meningkatkan "Jarak" interval kerja, dengan cara menaikkan "Jumlah repetisi"

Catatan :

Untuk mencapai pengembangan program latihan interval secara maksimal, maka jarak total latihan yang diperlukan dalam satu sesion adalah 2400 - 3200 meter (Fox,E.L, 1984; Fox & Mathews, 1981).

Mengingat subyek penelitian (nara coba) bukan atlet maka jarak awal latihan ditentukan 1600 meter yang lambat laun jaraknya ditingkatkan mencapai 3200 meter.

PROGRAM LATIHAN INTERVAL ANAEROB

Frekuensi Latihan : 3 x perminggu

Lama Latihan : 8 minggu

...............................dst......

Penekanan pada sistem energi ATP-PC

MINGGU KE 1

Set 1    8 x 50 at 00:11              (00:33)*

Set 2    8 x 50 at 00:11              (00:33)

Set 3    8 x 50 at 00:11              (00:33)

Set 4    8 x 50 at 00:11              (00:33) …………1600 meter

MINGGU KE 2

            Set 1    8 x 50 at 00:10:50         (00:31:50)*

            Set 2    8 x 50 at 00:10:50         (00:31:50)

            Set 3    8 x 50 at 00:10:50         (00:31:50)

            Set 4    8 x 50 at 00:10:50         (00:31:50) ………1600 meter

MINGGU KE 3

            Set 1      8 x 50 at 00:10:50       (00:31:50)*

            Set 2    10 x 50 at 00:10:50       (00:31:50)

            Set 3    10 x 50 at 00:10:50       (00:31:50)

            Set 4    10 x 50 at 00:10:50       (00:31:50)

            Set 5    10 x 50 at 00:10:50       (00:31:50) …….. 2400 meter

MINGGU KE 4

            Set 1      8 x 50 at 00:10     (00:30)*

            Set 2    10 x 50 at 00:10     (00:30)

            Set 3    10 x 50 at 00:10     (00:30)

            Set 4    10 x 50 at 00:10     (00:30)

            Set 5    10 x 50 at 00:10     (00:30) ………….. 2400 meter

MINGGU KE 5

 Set 1   10 x 50 at 00:10     (00:30)*

 Set 2   10 x 50 at 00:10     (00:30)

 Set 3   10 x 50 at 00:10     (00:30)

 Set 4   10 x 50 at 00:10     (00:30)

 Set 5   12 x 50 at 00:10     (00:30)

 Set 6   12 x 50 at 00:10     (00:30) …………  3200 meter

 MINGGU KE 6

 Set 1   10 x 50 at 00:10     (00:30)*

 Set 2   10 x 50 at 00:10     (00:30)

 Set 3   10 x 50 at 00:10     (00:30)

 Set 4   10 x 50 at 00:10     (00:30)

 Set 5   12 x 50 at 00:10     (00:30)

 Set 6   12 x 50 at 00:10     (00:30) ………… 3200 meter

 MINGGU KE 7

 Set 1   10 x 50 at 00:09     (00:27)*

 Set 2   10 x 50 at 00:09     (00:27)

 Set 3   10 x 50 at 00:09     (00:27)

 Set 4   10 x 50 at 00:09     (00:27)

 Set 5   12 x 50 at 00:09     (00:27)

 Set 6   12 x 50 at 00:09     (00:27) ………… 3200 meter

MINGGU KE 8

Set 1    10 x 50 at 00:09     (00:27)*

Set 2    10 x 50 at 00:09     (00:27)

Set 3    10 x 50 at 00:09     (00:27)

Set 4    10 x 50 at 00:09     (00:27)

Set 5    12 x 50 at 00:09     (00:27)

Set 6    12 x 50 at 00:09     (00:27) ………… 3200 meter

*) Work-relief ratio = 1 : 3 (Fox,et al,1988; Fox & Mahtews,1981)

Selama program latihan fisik berlangsung, semua nara coba dilarang melakukan kegiatan olahraga selain aktifitas fisik yang telah diprogramkan.

Interval Training

INTERVAL  TRAINING

PENDAHULUAN

Latihan Interval merupakan program latihan yang terdiri dari periode pengulangan kerja yang diselingi oleh periode istirahat (Fox,E.L, 1984; Smith,N.J, 1983), atau merupakan serangkaian latihan yang diulang-ulang dan diselingi dengan periode istirahat. Latihan ringan biasanya dilakukan pada periode istirahat ini (Fox, Bowers & Foss, 1984; Fox & Mathews, 1981).

Interval training adalah serangkaian acara latihan fisik yang diulang-ulang yang diseling dengan periode-periode pemulihan. Latihan fisik ringan biasanya mengisi periode pemulihannya. Untuk memahami mengapa metode pelatihan ini sedemikian berhasilnya, maka akan kita mulai dengan uraian mengenai produksi energi dan keletihan selama kegiatan intermiten ini. Produksi energi selama latihan fisik berlaku juga bagi kegiatan yang dilakukan secara intermiten maupun yang dilakukan secara kontinyu/terus menerus. Meskipun demikian, ada satu perbedaan yang sangat penting.

Untuk memberikan gambaran tentang perbedaan ini, misalkan lari terus menerus sekuat tenaga selama satu menit; kemudian, pada kesempatan lain, berlari secara intermiten dengan cara berlari sekuat tenaga seperti pada lari yang berkesinambungan tadi, tetapi hanya selama 10 detik, istirahat 30 detik, lalu lari lagi, dan seterusnya. Kalau kegiatan tersebut diulang sebanyak 6 kali, maka itu berarti sudah melakukan kegiatan yang sama banyaknya dengan intensitas yang sama secara intermiten dengan yang dilakukan secara kontinyu (yakni lari enam x 10 detik = 1 menit), tetapi tingkat keletihan sesudah lari intermiten itu lebih rendah (Fox, Bowers and Foss, 1984).

Sebenarnya kejadian tadi merupakan suatu fenomena yang bersifat fisiologis, dan jawabnya terletak pada interaksi yang berbeda antara sistem fosfagen (ATP-PC) dan sistem glikolisis anaerob (sistem LA) selama lari intermiten dibanding dengan selama lari kontinyu. Kalau diperbandingkan, energi yang dipasok melalui glikolisis anaerob (sistem LA) akan lebih sedikit dan yang melalui sistem fosfagen (ATP-PC) akan lebih banyak pada lari intermiten (Fox, et al, 1969; Margaria R, et al, 1969). Ini berarti asam laktat yang terkumpul akan lebih sedikit dan dengan demikian lebih sedikit keletihan yang ditimbulkan oleh kegiatan intermiten. Hal ini berlaku, tidak perduli seberapa intensnya kegiatan intermiten dan seberapa lama berlangsungnya (Fox, Bowers and Foss, 1984).

Sistem ATP-PC dapat memasok lebih banyak ATP dan sistem LA dapat memasok lebih sedikit ATP selama lari intermiten daripada selama lari kontinyu. Terbukti bahwa simpanan-simpanan ATP-PC itu terkuras hanya berapa detik sesudah lari berat, tetapi perlu diingat bahwa di sela-sela setiap lari intermiten itu ada periode pemulihannya. Selama interval-interval pemulihan, sebagian dari simpanan-simpanan ATP-PC dalam otot yang terkuras selama interval-interval kegiatan sebelumnya akan diisi kembali melalui sistem aerob (Margaria, R 1969), dan hal itu diperlihatkan dalam Gambar 1).

 

Gambar 2. Selama interval pemulihan kegiatan intermiten, sebagian dari simpanan ATP-PC dalam otot yang terkuras selama interval kerja akan diisi lagi melalui sistem aerob (Fox, Bowers and Foss, 1988, p.301)

Selama interval-interval pemulihan itu, bagian dari fase pemulihan cepat (Rapid recovery phase) sudah rampung. Disamping itu, sebagian dari simpanan-simpanan O2-myoglobin juga sudah akan diisi lagi (Astrand I, et al, 1960; Astrand I, et al, 1960). Jadi, selama lari sesudah suatu interval pemulihan, simpanan-simpanan ATP-PC dan O2-myoglobin yang sudah diisi lagi itu akan tersedia lagi sebagai suatu sumber energi. Akibatnya, energi dari sistem LA akan 'dihemat' cukup banyak dan asam laktat tidak akan terkumpul begitu cepat atau begitu banyak. Sebaliknya, selama lari kontinyu, simpanan ATP-PC akan terkuras dalam waktu hanya beberapa menit saja atau detik saja dan tidak akan diisi lagi sampai kegiatan itu berakhir (Karlson J, 1970). Dalam hal ini, energi dalam bentuk ATP dari sistem LA akan dikerahkan segera setelah kita mulai lari dan asam laktat akan cepat terkumpul dalam kadar-kadar yang tinggi (Fox, Bowers and Foss, 1984).

     Semuanya itu akan mempunyai makna nyata kalau diterapkan ke dalam pelatihan, karena penghematan keletihan yang menyertai kegiatan intermiten dapat dikonversi ke peningkatan intensitas kegiatan yang sedang dilakukan. Ini adalah satu ciri terpenting dari kegiatan intermiten dan karenanya merupakan kunci bagi sistem pelatihan interval. Telah dibuktikan bahwa tingkat kegiatan intermiten yang intensitasnya dua setengah kali tingkat kegiatan kontinyu dapat dilakukan sebelum kadar-kadar asam laktat darahnya sebanding pada kedua kegiatan tersebut (Astrand I, 1960; Christensen E, 1960; Fox EL,1969; Margaria R, 1969).

 Perbedaan pokok antara kegiatan intermiten dengan intensitas dan jangka-waktu yang sama yang dilakukan dengan interval- interval istirahat penuh (complete rest interval) dibandingkan dengan interval-interval pemulihan dengan kegiatan ringan adalah bahwa kadar-kadar asam laktat darahnya akan lebih tinggi pada interval-interval dengan kegiatan ringan (Fox EL, 1969). Demikian halnya karena kegiatan yang dilakukan selama interval pemulihan itu menghalangi atau sebagian menghalangi pengisian kembali simpanan-simpanan ATP-PC, maka sebagian besar energi yang dibutuhkan selama interval-interval kegiatan harus dipasok melalui LA. Dengan demikian akumulasi asam laktat akan lebih besar; semakin berat kegiatan selama interval pemulihan, semakin besar akumulasi asam laktatnya (Fox, Bowers and Foss, 1984).

ISTILAH-ISTILAH INTERVAL TRAINING

Ada beberapa istilah khusus dalam pelatihan interval yang harus dipahami dengan sebaik-baiknya.

* Work Interval/Interval Kerja

Bagian dari program pelatihan interval yang terdiri atas kegiatan dengan intensitas tinggi, misalnya lari 220 yard dengan waktu yang telah ditentukan.

* Relief Interval/Interval Pemulihan

Waktu antar interval-interval kerja serta antara set-set. Interval pemulihan dapat terdiri atas :

(1) kegiatan ringan seperti misalnya berjalan (disebut pemulihan dengan istirahat atau (Rest relief);

(2) latihan fisik ringan sampai sedang seperti misalnya jogging (disebut pemulihan dengan kegiatan atau Work relief);

(3) gabungan (1) dan (2).

 Interval pemulihan biasanya dinyatakan dalam hubungan dengan rasio pemulihan dengan kerja dan dapat dinyatakan sebagai berikut: 1:½, 1:1, 1:2 atau 1:3. Rasio 1: ½ mengisyaratkan bahwa waktu interval pemulihannya sama dengan setengah waktu interval kerja; 1:1 menunjukkan bahwa interval kerja dan interval pemulihan sama; 1:2 menunjukkan bahwa interval pemulihan 2 kali lebih lama daripada interval kerja, dst. Dengan interval-interval kerja yang lebih lama, suatu rasio kerja pemulihan 1: ½ atau 1:1 biasanya yang disarankan; pada interval-interval dengan jangka waktu menengah/sedang, rasionya adalah 1:2, dan pada kerja yang memakan waktu lebih pendek, rasionya 1:3 karena intensitasnya yang tinggi (Fox, Bowers and Foss, 1984).

S e t

Set adalah serangkaian interval kerja dan pemulihan. Misalnya, lari 220 yard sebanyak enam kali dengan waktu yang telah ditentukan dengan interval-interval pemulihan yang telah ditentukan pula.

Repetitions/Pengulangan

Banyaknya interval kerja dalam satu set. Misalnya, lari 220 yard enam kali berarti satu set dan enam pengulangan.

Training Time/Waktu Pelatihan

Kecepatan pelaksanaan kegiatan selama interval kerja. Misalnya setiap lari 220 yard harus dilakukan dalam waktu 33 detik.

Training Distance/Jarak Pelatihan

Jarak interval kerja, misalnya 220 yard.

F r e k w e n s i

Banyak waktu per minggu untuk melakukan latihan.

Resep latihan interval

 Berisi informasi terkait mengenai suatu pelaksanaan pelatihan interval yang biasanya meliputi banyaknya set, banyaknya pengulangan, waktu pelaksanaan atau jarak interval kegiatan, waktu pelatihan, dan waktu interval pemulihan. Sebagai contohnya, satu set dari suatu tata-tertib dapat ditulis sebagai berikut :

Set 1 6 x 220 pada 0:33 (11:39

di mana:           6          =  banyaknya pengulangan

220      =  jarak pelatihan dalam yard

0:33     =  waktu pelatihan dalam menit dan detik

(1:39)   =  waktu interval pemulihan dalam menit dan detik.

Variabel-Variabel Pelatihan Interval

Prinsip beban berlebih yang diterapkan untuk pelatihan interval dilaksanakan melalui manipulasi 5 variabel:

1. Kecepatan dan jarak interval kerja

2. Banyaknya pengulangan pada masing-masing acara

3. Interval pemulihan atau waktu di antara interval-interval kerja

4. Jenis kegiatan selama interval pemulihan

5. Frekwensi pelatihan per minggu

Banyaknya keuntungan yang dapat dipetik dari sistem pelatihan interval dibandingkan dengan metode-metode pelatihan lainnya, antara lain adalah :

1. Kontrol yang setepat-tepatnya atas stress.

2. Pendekatan dari hari ke hari yang sistematis sehingga memungkinkan kita mengobservasi kemajuannya dengan mudah.

3. Kemajuan yang lebih cepat dari potensi energi dibandingkan dengan pada metode-metode pembentukan kondisi yang lain.

4. Program  yang  dapat dilaksanakan hampir di mana saja dan yang tidak membutuhkan peralatan khusus.

Mengerti hubungan antara sistem energi utama dengan waktu pelaksanaan kerja, merupakan dasar untuk mempelajari bagaimana menyusun interval kerja pada program Latihan Interval. Dengan memperhitungkan waktu pelaksanaan kerja dari interval kerja maka sistem energi utama mana yang akan dikembangkan dapat ditentukan. Ketentuan-ketentuan tersebut adalah jika interval kerja panjang maka intensitas kerja rendah, dan sebaliknya. Kemudian, ada beberapa metoda yang dapat digunakan untuk memperhitungkan intensitas interval kerja dengan tepat. Salah satu metoda yang dapat menentukan kecepatan/intensitas dengan mudah dan tepat telah diperkenalkan oleh Wilt (Fox,E.L, 1984; Fox & Mathews 1981), yaitu :

Untuk lari 50 meter : waktu terbaik dari jarak itu ditambah dengan 1 1/2 detik. misalnya 6 detik + 1 1/2 detik = 7 1/2 detik.

Untuk lari 100 meter : waktu terbaik jarak tersebut ditambah 3 detik, misalnya 12 detik + 3 detik = 15 detik.

Untuk lari 200 meter : waktu terbaik jarak tersebut ditambah 5 detik, misalnya 25 detik + 5 detik = 30 detik.

untuk lari 400 meter : waktunya dikurangi 1 - 4 detik dari 1/4 waktu yang diperlukan untuk lari 1 mile, misalnya 1 mile = 6 menit (360 detik) maka waktu rata-rata untuk lari 400 meter = 90 detik (1/4 x 360), sehingga kecepatan lari 400 meter adalah antara 90 - 4 = 86 detik dan 90 - 1 = 89 detik.

Untuk lari 800 meter (atau lebih) maka setiap 400 meter dari jarak itu waktunya ditambah 3 - 4 detik, misalnya : lari 800 meter, waktu 1 mile : 6 menit, maka untuk jarak setiap 400 meternya adalah : 90 + 3 = 93 detik dan 90 + 4 = 94 detik (Fox & Mathews, 1981; Fox, Bowers and Foss, 1984).

Jumlah ulangan (Repetition) dari interval kerja, penting untuk menentukan jarak latihan, dimana jarak total latihan antara 2400 - 3200 meter diperlukan untuk mencapai pengembangan secara maksimal. Bila diputuskan jarak 200 meter (jarak ini nantinya disesuaikan dengan sistem energi utama yang hendak dikembangkan), maka diperlukan 12 - 16 ulangan (Fox & Mathews, 1981).

Prinsip overload (penambahan beban) yang diterapkan pada program Latihan Interval dapat dilakukan dng cara memanipulasi 5 variabel berikut :

(1) Kecepatan dan jarak Interval kerja

(2) Jumlah repetisi

(3) Waktu interval istirahat (Work-relief ratio)

(4) Tipe kegiatan selama interval istirahat.

(5) Frekuensi latihan perminggu

Banyak keuntungan-keuntungan yang diperoleh dari sistem latihan interval ini bila dibanding dengan metoda latihan lain, diantaranya :

(a) Pengontrolan yang tepat atas stres yang diberikan, (b) Pendekatan yang sistimatis dari hari kehari, yang memungkinkan untuk mengamati perkembangan dengan mudah, (c) Lebih cepat memperbaiki potensial energi dibanding metoda lain (pada program kondisioning), (d) Suatu program yang dapat dilakukan hampir dimana saja dan tidak memerlukan alat-alat khusus, (e) Bagi pelatih dengan waktu yang terbatas, maka program latihan interval dapat digunakan untuk meningkatkan kondisi para atlitnya, (f) Untuk semua cabang olahraga, latihan interval merupakan cara yang efektif untuk melatih atlit, (g) Latihan interval merupakan satu sistem latihan yang baik sekali (excellent) untuk atlit maupun non-atlit yang tertarik pada "general fitness" (Fox & Mathews, 1981).

Cara latihan interval untuk atlit dalam melakukan interval kerja disesuaikan dengan cabang olahraganya, misalnya perenang dengan kegiatan renang, atlit lintasan dengan kegiatan lari. Tipe kegiatan yang dipilih untuk kondisioning umum didasarkan atas pilihannya, selama perbaikan skill bukan merupakan sesuatu yang penting. Dimana seseorang dapat memilih suatu kegiatan yang paling disenangi, misalnya Renang, Jogging, lompat tali, sepeda atau senam (Fox & Mathews, 1981).

 Sebagai ringkasan dari sistem latihan interval dapat diketengahkan sebagai berikut (Fox, Bowers and Foss, 1984; Fox & Mathews, 1981) :

1.   Tentukan terlebih dahulu sistem energi utama mana yang perlu dikembangkan (Tabel 1). Informasi penting untuk penulisan resep latihan  interval berdasarkan "waktu" latihan (Fox & Mathews, 1981, p.280)

MAJOR ENERGY SYSTEM	TRAINING TIME (min:sec)	REPETITIONS Per WORKOUT	SET PER WORKOUT	REPETITIONS Per SET	WORK- RELIEF RATIO	TYPE OF RELIEF INTERVAL
ATP-PC ATP-PC-LA LA-O2 O2	0:10 0:15 0:20 0:25 0:30 0:40 -  0:50 1:0 -1:10 1:20 1:30 - 2:30 2:10 - 2:40 2:50 - 3:00 3:00 - 4:00 4:00 - 5:00	50 45 40 32 25 20 15 10 8 6 4 4 3	5 5 4 4 5 4 3 2 2 1 1 1 1	10 9 10 8 5 5 5 5 4 6 4 4 3	1:3 1:3 1:2 1:2 1:1 1:1 1:1½	Rest-relief (e.g.,walking, flexing) Work-relief (e.g.,light to mind exercise, jogging) Work-relief Res-relief Rest-relief

2. Pilihlan bentuk aktifitas (exercise) yang digunakan selama interval kerja (Lari, Renang, dll)

3. Tentukan latihan sesuai dengan keterangan yang ada dalam daftar dari sistem energi utama yang ingin dikembangkan. Jumlah ulangan (repetisi) dan set, rasio kerja-istirahat, dan tipe dari interval istirahat, seluruhnya ada dalam Tabel 2.11 dan Tabel 2.12. Untuk setiap aktifitas yang dipilih, waktu latihan-nya ada dalam kolom 2 Tabel 2.11.

Untuk kegiatan lari atau renang, biasanya memakai jarak latihan seperti kolom 2 Tabel 2.12.

4.  Berikan peningkatan intensitas (Progressive overload) selama program latihan.

 Walaupun Latihan interval merupakan sistem yang sangat baik untuk atlit/non-atlit yang tertarik pada "general fitness", namun metoda ini bukan satu-satunya metoda latihan yang ada.

PENGARUH LATIHAN AEROBIK TERHADAP PEMBENTUKAN ATP – MITOKONDRIA (Suatu tinjauan intramolekuler)

	2009
	Luthfie Octa

PENGARUH LATIHAN AEROBIK TERHADAP PEMBENTUKAN ATP – MITOKONDRIA (Suatu tinjauan intramolekuler)

[Type the abstract of the document here. The abstract is typically a short summary of the contents of the document. Type the abstract of the document here. The abstract is typically a short summary of the contents of the document.]

     PENGARUH LATIHAN AEROBIK TERHADAP

PEMBENTUKAN ATP – MITOKONDRIA

(Suatu tinjauan intramolekuler)

A. Pendahuluan

          Pada hakekatnya keberhasilan suatu pembinaan prestasi olahraga untuk menuju ke prestasi puncak tidak akan terlepas dari sumber keilmuan yang mendukung diantaranya yang penting adalah sport medicine. Dalam pelaksanaan pelatihan dilapangan , ditemukan berbagai cara untuk meningkatkan performance atlet. Secara garis besar kemampuan fisik atlet dapat ditingkatkan secara aerobik. Untuk dapat menampilkan performance yang baik, atlet harus memiliki cadangan energi yang memadai. Pada dasarnya tubuh memmpunyai kemampuan untuk homeostasis dan adaptasi terhadap stimulus (rangsangan) yang diberikan. Bila tubuh membutuhkan energi dalam jumlah yang melebihi persediaan, maka tubuh akan beradaptasi dengan menambah jumlah produksi energi sesuai dengan yang diperlukan . Adapun latihan fisik yang diberikan bertujuan untuk pencapaian penyesuaian biologis agar dapat tampil secara optimal dalam melaksanakan tugas khusus (Mc Ardle, 1981). Untuk dapat tampil secara maksimal, maka latihan harus dilakukan secara berulang dan beban latihan ditingkatkan agar diperoleh peningkatan dan daya tahan otot. Peningkatan kekuatan dan daya tahan otot akan terberntuk  setelah terjadi perubahan fisiologis didalam otot sebagai akibat dari latihan. Selama ini pendekatan latihan aerobik lebih dikembangkan dibanding dengan bentuk latihan anaerobik interval, yang bertujuan untuk merangsang peningkatan jumlah mitokondria sebagai tempat pembuatan energi tinggi ATP, dalam upaya memenuhi kebutuhan energi yang diperlukan, walaupun pada dasarnya latihan anaerobik secara langsung dapat mempengaruhi kemampuan aerobik.

          Paradigma yang akan digunakan adalah fisiologi. Secara konseptual latihan fisik dapat merupakan stressor terhadap kinerja organ dalam sel khususnya dalam mitokondria. Oleh kareana itu latihan aerobik yang membutuhkan ATP lebih banyak , mampu merangsang organ sel khususnya mitokondria utnuk menyediakan ATP lebih banyak pula, dan bila tidak mencukupi maka akan melakukan replikasi. Berdasarkan uraian diatas, maka dapat dimunculkan suatu pertanyaan sebagai berikut : Bagaimanakah  mekanisme Metabolisme Aerobik dan Apakah latihan aerobik dapat meningkatkan jumlah jumlah “Pabrik ATP” (mitokondria) pada otot skelet.

B. Sumber ATP

            Kita telah mengetahui bahwa kita harus makan untuk dapat menyediakan energi yang diperlukan oleh tubuh. Energi pada pemecahan bahan makanan tersebut diubah menjadi energi kimia  yang berbentuk ATP (Soekarman, 1991). Pada  saat kontraksi otot disertai dengan pecahnya ATP. ATP, setiap saat disebut  “tenaga peredaran” sel, terdapat di serabut otot dan sebagai sumber tenaga mendadak untuk kegiatan otot (Gb.1). Tiap molekul ATP berisi dua ikatan fosfat energi tinggi. Ikatan kimia ini menggambarkan suatu pusat energi potensial yang dapat diubah bentuknya menjadi energi (Pate RR, 1984). Sebelum menguraikan secara jelas mengenai proses pembentukan ATP – Aerobik atau Metabolisme Aerobik terlebih dahulu kita lihat secara singkat perlu diketahui keseluruhan Sistim energi dalam pembentukan ATP. Menurut Soekarman, sistim energi didalam tubuh kita dapat dibagi menjadi :

1.      Sistim ATP-PC, yang dapat diumpamakan sebagai bensin super.

2.      Sistim Asam Laktat, yang dapat diumpamakan sebagai bensin premium

3.      Sistim Aerobik, yang dapat diumpakan sebagai solar.

. Kontribusi relatif pada tiap-tap sistem energi untuk aktivitas fisik tertentu akan tergantung pada energi yang diperlukan. Yang secara langsung berhubungan dengan intensitas dan lamanya latihan.. Pada tingkat usaha yang maksimal jumlah ATP yang digunakan otot hanya cukup untuk aktivitas 1 – 2 detik. ATP – PC adalah untuk aktivitas cepat, usaha maksimal, dan merupakan sumber energi utama yang dapat menyediakan  ATP untuk 5 – 7 detik. System Asam laktat mensuplai ATP untuk waktu yang lebih lama sampai 45 detik. Antara 45 detik dan 2 menit latihan intensif  sistem asam laktat masih yang utama tetapi sistem aerobik meningkat secara bertahap . Setelah 2 menit aktifitas yang intensif, sistem energi utamanya adalah aerobik.(Advanched Coaching Theory, 2003).

 

 

Gb.1 pate238

 

 

C. ATP – Aerobik atau Metabolisme Aerobik

Untuk memberikan gambaran secara jelas dan lebih mendalam tentang mekanisme pembentukan ATP secara metabolisme aerobik didalam Mitokondria (“Pabrik ATP”) pada otot skelet maka akan diuraikan tentang Latihan Aerobik, Anatomi  Histologi Mitokondria, dan Proses Metabolisme Aerobik dalam menghasilkan ATP.

D. Latihan Aerobik

            Latihan Aerobik adalah aktifitas fisik dengan menggunakan energi dari sistim glikolisis aerobik, latiahan fisik dapat dilakukan dalam waktu yang yang relatif cukup lama, yaitu lebih dari 3 menit (Fox, 1993). Kemapuan kerja secara aerobik ditentukan oleh kemampuan kerja jantung dan paru, disamping itu juga ditentukan oleh unsur kemampuan metabolisme dalam tubuh. Kemampuan melakukan latihan dalam waktu yang lama tergantung pada besarnya kapasitas sistem kardiovaskuler untuk menghantarkan oksigen ke otot dan pada penggunaan oksigen oleh otot dalam pembentukan ATP dengan metabolisme aerobik (Lamb, 1984). Kapasitas kerja aerobik dapat ditingkatkan melalui bentuk-bentuk latihan dengan beban ringan dan waktu yang cukup lama (Bompa, 1994). Selain itu\, kemampuan aerobik atlet dikembangkan berdasarkan sistim energi predominan yang digunakan.

E. Anatomi dan Histologi Mitokondria

            Sel tersusun oleh tiga jalan utama dalam memproduksi sumber energi kimiawi yang vital : (1) ATP diproduksi didalam sitosol selama rantai reaksi exergonic yang disebut Glycolysis, dimana gula dikatabolisasi, (2) ATP bisa diproduksi didalam kloroplast pada sel tanaman tertentu, dengan menggunakan cahaya matahari, (3) ATP dapat diproduksi didalam mitokondria dengan mengoksidasi berbagai substrat elementer (Sheeler & Bianchi, 1996). Secara Anatomis mitokondria pada sel otot skelet terletak pada sitoplasma (mitokondria ditemukan pada semua citoplasm) (Vander A, 2001).

Gb.2, Sheeler 385

 Mitokondria dalam bahasa yunani terdiri dari dua kata, “mito” : “tingkah laku/gerakan” dan “Chondrion”: “granule”, artinya mempunyai gerakan seprti granule.ketika diperiksa dengan mikroskop (sheeler & Bianchi, 1996). Pada dasarnya mitokondria itu merupakan struktur yang dapat memperbanyak dirinya sendiri, yang berarti bahwa satu mitokondria dapat membentuk mitodondria kedua, ketiga dan seterusnya, hal ini diperlukan oleh sel untuk meningkatkan jumlah ATP-nya (Guyton, 1996). Ukuran dan bentuk mitokondria ternyata berbeda-beda, beberapa diantaranya hanya berdiameter sebesar beberapa ratus milimikron, dan bentuknya globular, sedangkan yang lain diameternya dapat mencapai 1mikron hingga 7 mikron dan berbentuk filamen (Guyton, 1996). Meskipun morfologi mitokondria dari sel ke sel bervariasi, namun tiap mitokondria pada dasarnya mempunyai struktur yang menyerupai sosis (Gb 16-8sheeler), yang mempunyai membran luar (outer membrane)  dan membran dalam (inner membrane) Dan yang terlipat-lipat membentuk rak disebut cristae. Ruang yang terdapat diantara dua membran  dinamakan ruang intra crista atau inter membrane dan ruang yang terdapat disisi dalam pada inner membrane disebut ruang matriks. Membran luar mitokondria terdapat enzym yang berkaitan dengan oksidasi biologi, menyediakan bahan mentah untuk terjadinya reaksi didalam mitokondra. Sedangkan enzym yang mengkonversi hasil-hasil karbohidrat,protein dan air terletak pada membran dalam mitokondria (Ganong, 1999). Ruang matriks dan ruang antar membran serta membran luar dan membran dalam sendiri berisi berbagai enzym (Tabel I). Matriks berisi sejumlah enzym yang terdapat pada siklus Krebs (Tricarboxylat acyd  Cycle, atau TCA cycle) serta gula dan air.(sheeler & Bianchi, 1996).

           

                        Tabel I,sheeler,386

Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa energi yang digunakan adalah berasal dari makanan. Makanan menentukan pola dasar metabolisme dalam jaringan tubuh. Seperti halnya manusia harus memproses berbagai produk pencernaan  karbohidrat, lipid, dan protein. Produk-produk ini terutama glukosa, asam lemak serta gliserol, dan asam amino. Semua produk cerna ini diproses melalui lintasan metabolik masing-masing menjadi produk umum, yaitu Asetil KoA, yang kemudian menjalani oksidasi lengkap lewat siklus asam sitrat diperlihatkan pada Gb. 3.           

                        Gb.3,Bioh164

Sebelum menjelaskan tentang reaksi sistem aerobik, terlebih dahulu akan diperkenalkan bahan-bahan / zat-zat biokimia yang terlibat didalamnya, antara lain : kelompok asetil (molekul dan karbon), NAD⁺,NADH,FAD⁺, dan FADH_2,  NAD⁺ dan FAD⁺ membantu sebagai reseptor H⁺ yang dipecah dari karbohidrat selama kegiatan glikolisis dan daur Krebs. Lepasnya ion H⁺ dari persenyawaannya merupakan salah satu bentuk dari oksidasi. Apabila persenyawaan itu menerima dan mengikat ion H⁺, ini disebut direduksi. Jadi NADH dan FADH₂ adalah untuk membawa elektron melalui sistem transport elektron.

            Dengan adanya oksigen, 1 mol glikogen dipecah secara sempurna menjadi CO₂ dan H₂O, mengeluarkan energi yang cukup untuk resintesis 39 mol ATP. Ini merupakan pengeluaran ATP yang terbesar. Pengeluaran energi memerlukan banyak reaksi dan sistim enzim, yang keduanya lebih komplek dari sistim anaerobik. Reaksi sistim oksigen ini terjadi didalam kompartemen subselluler yang dinamakan mitokondia yang sudah dijelaskan sebelumnya.

Reaksi sistim aerobik ini , dibagi menjadi tiga seri utama, yaitu :

(1)               Glikolisis Aerobik

(2)               Daur Krebs

(3)               Sistim Transport Elektron

I. Glikolisis Aerobik

I.1. Produksi ATP Aerobik dari Karbohidrat

Seperti kita ketahui apabila suatu aktivitas fisik diteruskan dari 40 – 60 detik , oksigen harus disuplai oleh darah ke otot yang sedang bekerja untuk memproduksi ATP secara aerobik didalam mitokondria otot. Dengan suplai oksigen yang memadai , penumpukan asam laktat tidak terjadi, dan mitokondria dapat menghasilkan  energi dari karbohidrat, lemak atau protein. (Hairy, 1989). Glukosa dimetabolisasi menjadi piruvat dan laktat dalam semua sel mamalia melalui lintasan glikolisis. Di bawah kondisi aerobik, piruvat  dominan pada hampir semua jaringan dan jalur ini dikenal dengan glycolisis aerobik (King, 2003). Glukosa merupakan substrat yang unik karena glikolisis dapat terjadi tanpa oksigen, kalau produk akhir hanya berupa laktat. Namun demikian jaringan yang dapat menggunakan oksigen (aerob) mampu memetabolisme piruvat menjadi asetil Ko-A, yang dapat memasuki siklus asam sitrat untuk menjalani proses oksidasi lengkap menjadi CO₂ dan H₂O dengan pelepasan energi bebas ATP  (Hartono, 1987). Secara skematis diperlihatkan pada gambar 4.

Secara sistimatis proses metabolisme aerobik menuerut Sloane  adalah sebagai berikut:

           

1. Glikolisis Aerobik dan Siklus Kreb (Gb. 5)

·         Oksidasi asam piruvat menjadi asetil-KoA.

Molekul asam piruvat masuk ke mitokondria dan dioksidasi didalam membaran dalam, atau matriks. Langkah awal mereduksi 3-karbon asam piruvat menjadi 2-karbon asetil yang dikenal sebagai asetil ko-enzim atau asetil-KoA.

a.       Kelompok karboksilat dipindahkan dari 3 karbon asam piruvat sebagai karbon diokside dengan keluar sel secara difusi.

b.      Sisa pecahan 2 karbon dioksidasi. Hidrogen yang berpindah diterima oleh NAD⁺.

c.   Pecahan yang teroksidasi dan kelompok asetil dikombinasikan dengan KoA untuk membentuk Asetil-KoA.

·         Formasi asam sitrat.

KoA membawa 2 karbon kelompok asetil kedalam siklus asam sitrat, kemudian beraksi dengan 4 karbon asam oksaloasetik untuk membentuk 6-karbon asam sitrat. KoA terbebas untuk berkombinasi dengan kelompok asetil yang lain dan satu molekul air digunakan dalam sintesa asam sitrat.

·         Asam isocitrik.

6-karbon asam sitrat diatur kembali, membentuk asam isocitrik. Isocitrik dioksidasi dan kehilangan 2 elekton hidrogen untuk menjadi mlolekul kecil hidup yaitu asam oksalosuccinik. Hidrogen diterima oleh NAD membentuk NADH ⁺ H⁺ (NADH2)

·         Asam alpha ketoglutarik (alpha-ketoglutarik).

Asam oksalosuccinik kehilangan karbon, yang mana masuk kedalam hasi produksi pertama dari dua molekul CO2 dalam siklus sisa-sisa produksi. Lima molekul karbon yang tersisa, asam alpha ketoglutarik dioksidasi. NADH₂ lainnya dibentuk sebagai 2 elektron hidrogen diterima NAD dan CO₂ lainnya dibentuk.

·         Succinil Koenzym A.

Pada tahap berikutnya, dimana dikatalisasi oleh berbagai enzim komplek, asam alpha ketoglutarik mengalami oksidasi decarboxilatin. Kedua CO₂ dilepaskan, NAD direduksi menjadi NADH₂, dan senyawa 4-karbon yang tersisa dihubungkan pada KoA sebagai succinil KoA. Perlekatannya merupakan ikatan kaya energi yang tidak stabil. Dengan demikian , terdapat cukup energi untuk fosforilasi ADP.

·         Asam Succinik

Energi dalam ikatan succinil-KoA ditransfer menjadi energi yang kaya ikatan fosfat didalam guanosine trifosfat (GTP) oleh guanosine difosfat (GDP). Dari GTP, kelompok fosfat energi tinggi ditransfer ke ADP, membentuk ATP dengan tingkat fosforilasi substrat.

·         Asam Fumarik (Fumarat)

Asam succinik dioksidasi menjadi asam fumarat, tetapi sebagai pengganti hidrogen yang melewati NAD, mereka membawa dengan koenzym, FAD (Flavin adenine dinukliotid), dimana berisi vitamin ribovlavin.

·         Asam Malik (Malate)

Dengan tambahan air, asam fumarat dikonversi menjadi asam malate.

·         Asam Oksaloasetik.

Asam malat kehilangan hidrogen dan dikonversi menjadi asam aksaloasetat. 2 Hidrogen ditransfer ke NAD, dan asam okslo asetat dapat mengkombinasi dengan molekul KoA lainnya utnuk memulai siklus kembali.

·         Energi yang dihasilkan pada siklus asam sitrat.

Untuk setiap molekul glukosa (dua astil KoAs) yang masuk pasa siklus asam sitrat, dibentuk 2 (dua) tambahan molekul ATP. Total glikolisis anaerobik dan  siklus aerobik asam sitrat  adalah 4 (empat) molekul ATP.

      2. Sistim Transport Elektron

Sistim transport elektron terdiri dari : transport hidrogen dan fosforilasi oksidative. Sistim transport elektron terdiri dari suatu rantai penerima elektron yang terdapat didalam membran dalam mitokondria (gb.4).  Transport elektron merupakan perangkai untuk formasi (fosforilasi) ATP dari ADP, dimana berhubungan pada fosforilasi oksidatif.

·         Sumber elektron adalah molekul NADH ⁺ H  (NADH₂) dan FADH₂. Saat hidrogem ditransfer sepanjang molekul penerima, proton hidrogen menjadi terpisah dari elektronnya dan dilepaskan pada sekitar mediumnya. Elektron ditransfer bersama penerima elektron dalam rangkaian reaksi oksidasi-reduksi.

·         Penerima elektron dalam rantai tersebut adalan flavin mononukliotide (FMN), ubiquionone (koenzim Q), rangkaian sitokhrome (sitokhrome c, b, a, a₃). Sitokhrome adalah protein yang dicirikan dengan  kelompok heme (besi). Besi berkombinasi dengan elektron dari atom hidrogen.

a.       Elektron lewat dari sitokhrom ke sitokhrom, kehilangan energi dalam perjalanan.

b.      Sitikhrom yang terakhir, sitokhrom a3, memberikan dua elektron pada molekular oksigen. Elektron kombinasi denga proton untuk membentuk kembali hidrogen dan kesatuan hidrogen dan oksigen menghasilkan air.

·         Model kemiosmotik untuk elektron transport dan sintesa ATP.

Elektron ditranster spanjang rantai reaksi, Proton yang terpisah dipompa dari permukaan membran dalam mitokondria (matriks) ke permukaan luar (sisi sitoplasma). Hasil ini didalam meningkatkan konsentrasi H⁺ pada sisi sitoplasma dan menyebabkan senyawa kimia elektron (proton) melewati membran mitokondria. Kekuatan dibangkitkan, dimana kimia dan osmosa (chemiosmotic), mendorong sintesa ATP.

            Gb4.ATP&B,4

Total Produksi ATP

Dalam procaryotes aerobic, 38 molekul ATP dapat diproduksi dari oksidasi lengkap molekul glukosa dalam glikolisis, Siklus Kreb, dan rantai transport elektron. Dalam eucaryotes dihasilkan 36 moloekul ATP dari oksidasi lengkap molekul glukosa (Tortora, 1994). Sedangkan Sheeler & Bianchi menyatakan bahwa, oksidasi lengkap molekul glukosa dengan glikkolisis, Siklus Kreb, dan transport elektron adalah siikutu dengan hasil kasar 38 atau 40 ATP atau produksi net-nya 36 atau 38 ATP. Perbedaan produksi ATP total tergantung kumparan yang mana yan digunakan untuk transport H⁺ dari NADH kedalam mitokondria. H⁺ dari kumparan fosfat gliserol diterima oleh F_P  dan sebagai hasil langkah gandengan satu adalah terlewati. Hidrogen dari kumpaarran malate-aspartate masuk lebih awal pada rantai transport elektron, maka semua dari tiga kumparan itu digunakan. Hal ini menggambarkan kira-kira 38 % dari total energi tersedia didalam molekul glukosa (Sloane, 1994).

            Gb5,BioH,175

            Gb6.bioh,176

.2.        Produksi ATP dari Lemak

            Simpanan glukose dan glikogen didalam tubuh sangat terbatas jika dibandingkan dengan lemak. Karena itu latihan dapat diperpanjang kalau pemecahan karbohidrat menurun secara otomatis ketika katabolisme lemak dapat menyediakan ATP dalam jumlah yang besar yang diperlukan untuk latihan berkelanjutan. Penghambatan aktivitas fosforilase dan fosfofruktokinase dapat menghentikan atau paling tidak memperlambat glikolisis. Konsentrasi ATP yang relatif tinggi  terhadap ADP dan AMP menghambat foforilase dan fosfofruktokinase. Tingginya perbandingan ATP dan ADP juga menghambat dehidroginase piruvat. Dehidroginase piruvat adalah enzim yang memecah asam piruvat menjadi asetil KoA pada Daur Krebs (Astrand, P.O., 1986).

Menurut Advanced Coaching Theory bahwa, Ketika energi dibutuhkan oleh tubuh, lemak bisa juga digunakan. Lemak dapat dikatakan sebagai simpanan energi yang ideal dan memungkinkan sebagai pensuplai energi, merupkan materi energi yang padat dan berisi energi dua kali lebih besar dalam gram-nya dibandingkan dengan 1 gram karbohidrat. Hampir lemak didalam tubuh disimpan didalam sel secara fisik jauh dari sel otot harus dikonversi kedalam bentuk yang dapat ditransportasikan. Simpanan lemak dikerahkan oleh hormon dengan mengkonversikan lemak kedalam Free Fatty Acyd, FFA dimana dapat masuk kedalam darah untuk transportasi kemana mereka diperlukan. oksidasi free fatty acid terjadi didalam sel otot ketika FFA bereaksi dengan enzim masuk kedalam mitokndria untuk membentuk Asetil KoA. Dalam hal ini, proses oksidasi lemak sama dengan oksidasi karbohidrat.. Jalur Metabolisme lemak sama dengan meetabolisme karbohidrat, dengan Asetil KoA masuk ke siklus Kreb dan diikuti rantai transport elektron.

            Lemak menyediakan energi yang lebih. Unit Produksi ATP lebih besar per gram-nya dibanding karbohidrat, tetapi metabolisme oksidative lemak membutuhkan lebih banyak oksigen dari pada metabolisme karbohidrat Oleh karennannya Total ATP yang dihasilkan dari metabolisme lemak lebih besar. Metabolisme lemak rata-rata menghasilkan 5,6 unit ATP per unit oksigen, sedangkan perbandingannya dengan hasil metabolisme karbohidrat adalah 6,3 unit ATP per unit oksigen. Pengiriman oksigen oleh sistem transport oksigen terbatas, dan ini menjadikan karbodidrat menjadi bahan bakar yang digunakan selama latihan dengan intensitas yang lebih tinggi dengan durasi yang lama. Ketika energi yang dihasilkan dari lemak jumlahnya besar, peerbandingan kecepatan dalam resintesa ATP adalah lambat dan ini menjadi batasan lebih jauh dari peran metabolisme lemak selama latihan.

            Kapasitas oksidasi FFA bervariasi antara type serabut otot yang berbeda. Serabut otot dengan kapasitas oksidasi yang tinggi adalah yang mempunyai kepadatan yang tinggi pada mitokondria yang besar. Bersamaan dengan darah yang disuplai, seperti serabut otot Type I dapat menoksidasi FFA lebih baik Serabut otot Type IIb mempunyai adaptasi yang lebih baik untuk membangkitkan energi dari metabolisme karbohidrat.

            Otot rangka mempunyai adaptasi yang baik untuk mengatasi keseluruhan berbagai variasi bahan bakar yang berbeda,dan keberadaan bahan bakar yang digunakan, dapat mengguakan protein sebagai sumber bahan bakar pada metabolisme aerobik. Didalam situasi ini, asam amino yang terdiri dari protein dapat dipecah dan dikonversi kedalam glukosa, atau bahkan secara langsung kedalam piruvat dan atau acetyl KoA, dan kemudian masuk pada jalur metabilsme oksidatif (Gb. 8)

            Energi yang dihasilkan dari pemecahan lemak inisangat besar, mencapai 135 sampai 145 molekul ATP dari rantai panjang molekul asam lemak (Sloane, 1994).

Gb.7,bioh,166

Pengaruh Latihan terhadap peningkatan Mitokondria

·         Terdapat dua macam adaptasi dari hasil latihan aerobik yaitu : mitokondra, (2) adanya peningkatan aktivitas atau konsentrasi enzim yang terlibat dalam siklus kreb’s dan sistim transport elektron (Fox and Bowers, 1993).

·         Berkaitan latihan diharapkan tubuh mempu beradaptasi terhadap beban yang diberikan. Ada dua macam adaptasi dalam sel otot setelah Dengan melakukan latihan yaitu : (I) adanya peningkatan jumlah , ukuran dan daerah permukaan membran dengan proses adaptasi tersebut, latihan daya tahan aerobik  (aerobic endurance) menyebabkan perubahan jumlah dan atau ukuran mitokondria pada otot yang dilatih (Lamb, 1984).

·         Latihan dapat meningkatkan regulasi Central Nervous System, kapasitas sistim transport oksigen, proses oksidasi dan jumlah Na K  pump (Perdesen, 1997). Latihan yang dilakukan teratur, terarah dan terprogram mempengaruhi bentuk dan fungsi fisiologis otot. Beberapa perubahan fisiologis yang terjadi antara lain : peningkatan kepadataan kapiler darah, jumlah serabut syaraf, konsentrasi myoglobin, ukuran dan jumlah mitokondria (Fox, 1993).

·         Selain terjadi perubahan jumlah dan atau ukuran mitokondria juga terdapat adanya perubahan yang menyertai besarnya kapasitas mitokondria yang terlatih utnuk memproduksi ATP sebagai hasil dari tingginya aktivitas enzim pada siklus Kreb’s, sistim transport elektron, dan sisitim metabolisme yang lain yang berhubungan dengan produksi ATP.

·         Menurut Journal of physiology menyatakan bahwa, Protein mitokondria dan adenine nucleotide transclose meningkat setelah latihan dalam waktu yang lama / daya tahan, menghasilkan peningkatan uncoupled respiration