Click here to load reader

EXERCISE PHYSIOLOGY

  • View
    362

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of EXERCISE PHYSIOLOGY

  • 1. 11 Fisiologi OlahragaFisiologi Olahraga dr. Moch. Yunus, Mkesdr. Moch. Yunus, Mkesdr. Moch. Yunus, Mkesdr. Moch. Yunus, Mkes

2. 2 DEFINISIDEFINISI Sport Medicine dan Fisiologi Olahraga Sport Medicine Sport Medicine mencakup semua istilah yang digunakan, tidak hanya berkaitan dengan kedokteran olahraga maupun latihan. Contoh Kedokteran olahraga, biomekanik, kedokteran klinis, pertumbuhan dan perkembangan, psikologi dan sosiologi, nutrisi, motor control dan fisiologi. Fisiologi Olahraga Fisiologi olahraga adalah fisiologi merupakan salah satu aspek dalam Sport Medicine yang berkaitan dengan bagaimana tubuh melakukan fungsinya, memberikan tanggapan/respon, mengatur dan melakukan penyesuaian terhadap latihan. Jadi Fisiologi olahraga merupakan dasar-dasar fisiologis dalam pendidikan jasmani, kebugaran dan program latihan olahraga 3. 3 Secara fisiologis, gerakan otot merupakan hasil pemecahan ikatan energi kimiawi ke dalam bentuk energi mekanis Tujuan Umum Perkuliahan: Memahami sistem energi aerobik (oksigen) dan dua sistem energi anaerobik (ATP-PC dan Laktat) sebagai bentuk metabolisme dalam penyediaan bahan energi bagi kontraksi otot Aplikasi Latihan untuk tujuan olahraga harus selalu memperhatikan sistem energi apa yang paling dominan (predominan). 4. 4 SIKLUS BIOLOGISSIKLUS BIOLOGIS TUMBUHAN HIJAU OKSIGEN (O2) MANUSIA DAN BINATANG MAKANAN (KARBOHIDRAT, LEMAK DAN PROTEIN) TENAGA YANG DIPAKAI CO2 H2O 5. 5 Bentuk pasif energi atau energi potensial = senyawa kimiawi yang disebutBentuk pasif energi atau energi potensial = senyawa kimiawi yang disebut sebagai ATPsebagai ATP Bentuk aktif energi atau energi kinetik apabila ATP dipecah menjadi CO2Bentuk aktif energi atau energi kinetik apabila ATP dipecah menjadi CO2 dan airdan air Energi dan sistem energiEnergi dan sistem energi Definisi : Kapasitas untuk melakukan unjuk kerja atau Capacity or ability to perform work 6 jenis energi diantaranya Kimiawi dan mekanik Kapasitas kerja fisik tergantung dari tersedianya sejumlah energi Unit untuk mengukur energi adalah dengan kalori 1 gram air = 1o Kerja mekanik (mechanical work) merupakan hasil dari force atau gaya x jarak = W = F x d 6. 6 SISTEM ENERGISISTEM ENERGI Immediate Energy Source ATP = Adenosine Tripohsphate merupakan ikatan kimia yang digunakan untuk kontraksi otot 7. 7 P PRODUKSI SELULAR ATP =PRODUKSI SELULAR ATP = RESINTESIS ATPRESINTESIS ATP ADENOSINE TRIPHOSPHATE (ATP) Energi untuk setiap aktivitas jasmani disediakan di dalam otot dalam bentuk pasokan ATP Ikatan Phosphate berenergi tinggi Adenosine P P energi ADP + Pi + 8. 8 CREATINE PHOSPHATE (CP) Ikatan Phosphate berenergi tinggi Energi Pi + C + BAGAIMANA ATP DIBENTUK KEMBALI Sistem ATP-PC disebut juga dengan system Phosphagen A. Phosphocreatine disimpan dalam sel otot yang mengandung ikatan energi tinggi B. Apabila ATP dipecah saat otot berkontraksi, maka ATP akan dengan segera dibentuk kembali dengan menggunakan energi saat pemecahan PC. Kegiatan ini berlangsung hanya dalam beberapa detik seperti sprint, loncat dan menendang. Namun demikian sangat tergantung samapai berapa banyak PC yang dapat digunakan sebagai sumber energi utama ATP ADP + Pi PCreatine 9. 9 Sel Otot Sintesis ATP dari PC ADP + Pi ATP P CREATINE 10. 10 EnergiEnergi Anaerobik Aerobik ATP-PC Laktat Dengan O2Tanpa O2 5 10 detik diganti 50% = 30 detik. 100% = 2-3 menit 45 60 detik 400 m 100 m 2 30 menit 10.000 m 11. 11 Sistem Asam Laktat atau GlycolysisSistem Asam Laktat atau Glycolysis AnaerobicAnaerobic Sistem Asam Laktat atau Anaerobik Glikolisis. Karbohidrat (Glikogen) dipecah secara anaerobik (tanpa oksigen) menjadi asam laktat yang mengakibatkan perasaan lelah. Energi yang dilepaskan sewaktu pemecahan ini digunakan untuk meresintesis ATP. Kegiatan latihan yang dilakukan pada kecepatan maksimum antara 1 sampai 3 menit sangat tergantung kepada sistem asam laktat untuk energi ATP energi laktat Glikogen OTOT ADP+Pi ATP 12. 12 AnaerobicAnaerobic glycolysisglycolysis Sistem Asam Laktat Asam laktat merupakan produk dari glikolisis Anaerobik pH rendah pada intraseluler apabila asam laktat meningkat yang berakibat terhambatnya ensim PFK Selama glikolisis anaerobik hanya 3 mol ATP yang diresintesisi dari 1 mol atau 180 gram sekitar 6 ons glikogen (bandingkan apabila ada oksigen yang mampu menghasilkan 39 mol ATP) Toleransi akumulasi asam laktat pada otot dan darah adalah 60 70 gram Aktivitas fisik 400 800 meter Per kg otot Massa otot keseluruhan 1. Toleransi maksimal asam laktat 2.0 2.3 60 70 2. Pembentukan ATP 33 - 38 1000 1200 3. Energi yang dapat dipakai 0.33 0.38 10.0 12.0 Estimasi ketersediaan energi dalam tubuh melalui glikolisis anaerobik Pemecahan glikogen menjadi 180 gram asam laktat cukup untuk penyediaan energi dalam meresintesis 3 mol ATP. Oleh karena itu, pemecahan glikogen menjadi 60 70 gram asam laktat akan menyediakan energi untuk resintesis 180/3 x 60x = 1 mol ATP atau 180/3 x 70/x = 1.16 atau 1.2 mol ATP 13. 13 Asam piruvat Glukosa Glikogen (dari otot) Glukosa darah Asam laktat ADP + PiRangkaian Glikolitik Tidak cukup oksigen atau Glikolisis Anaerobik. Glikogen dipecah secara kimiawi melalui serangkaian reaksi kimia menjadi asam laktat. Pada saat pemecahan energi dilepaskan melalui reaksi ganda yang dipakai untuk meresintesis ATP ATP Reaksi ganda Persamaan (C6H12O6)n > 2C3H6O3 + Energi (Glikogen) (Asam Laktat) Energi + 3ADP + 3Pi > 3ATP 14. 14 KesimpulanKesimpulan Glikolisis Anaerobik akan menghasilkan : 1. Pembentukan Asam laktat 2. Tidak membutuhkan oksigen 3. Hanya menggunakan karbohidrat (glikogen dan glukosa) 4. Cukup menghasilkan energi untuk meresintesisi beberapa mol ATP saja 15. 15 Oksigen atau SistemOksigen atau Sistem AerobikAerobik Oksigen atau Sistem Aerobik. Pemecahan secara aerobik terhadap karbohidrat, lemak dan protein menyediakan energi untuk resintesis ATP. Karena ATP yang dihasilkan tidak mengakibatkan limbah penyebab kelelahan, sistem aerobik ini sangat tepat untuk kegiatan yang memerlukan daya tahan. O2 CO2 + Air Mitokondria Protein Lemak Glikogen ADP + Pi + ATPENERGI ATP KERJA CP = C + Pi + ENERGI COUPLE REACTION 16. 16 ATP YANG DIHASILKAN MELALUIATP YANG DIHASILKAN MELALUI METABOLISME AEROBIKMETABOLISME AEROBIK Beberapa Istilah Yang Perlu Diketahui Terlebih Dahulu Kelompok Asetil, NAD+ , NADH+ , FAD+ dan FADH+ Kelompok Asetil secara sederhana dapat didefinisikan sebagai satu molekul dengan dua karbon. Contoh; Asam piruvat (tiga molekul karbon) membuang CO2 dan menjadi Kelompok Asetil sebelum memasuki Siklus Kreb NAD+ (Nicotinamide adenine dinucleotide dan FAD+ (Flavo adenine dinucleotide berfungsi sebagai reseptor hidrogen. H ion akan dilepaskan dari karbohidrat sewaktu glikolisis dan aktivitas Siklus Kreb Pelepasan ion hidrogen (H+) dari ikatannya merupakan salah satu bentuk oksidasi. Apabila satu ikatan menerima H+ ion disebut sebagai pengurangan. Jadi NADH dan FADH2 merupakan bentuk pengurangan dari NAD+ dan FAD+. Fungsi NADH dan FADH2 adalah membawa elektron melalui Sistem Transportasi Elektron 17. 17 3 seri reaksi pada3 seri reaksi pada sistem Aerobiksistem Aerobik Glycolysis Aerobic Siklus Kreb Sistem Transportasi Elektron Glycolysis Aerobic (C6H12O6)n 2C3H4O3 + Energi (Glikogen) (asam piruvat) Siklus Kreb H H+ + e- (atom hidrogen) (ion Hidrogen) (elektron) Sistem Transportasi Elektron 4H+ + 4e- + O 2H2O 18. 18 Dengan adanya oksigen, maka 1 mol glikogen akan dipecah secara sempurna menjadi Karbondioksida (CO2) dan air (H2O), sekaligus melepaskan energi untuk meresintesis (membuat) 39 mol ATP. Resintesis ATP terjadi di dalam Mitokondria cristaeMitokondria 19. 19 AEROBIC GLYCOLYSISAEROBIC GLYCOLYSIS Rangkaian reaksi awal yang melibatkan pemecahan glikogen secara aerobic menjadi CO2 dan H2O adalah Glikolisis Perbedaan antara glikolisis anaerobik dengan glikolisis aerobik adalah keberadaan oksigen dalam reaksi ini tidak mengakibatkan terakumulasinya asam laktat atau keberadaan oksigen akan menghambat asam laktat Oksigen akan merubah asam piruvat ke dalam sistem aerobik setelah ATP dibentuk dengan demikian 1 mol glikogen akan dipecah menjadi 2 mol asam piruvat dan energinya cukup untuk membentuk 3 mol ATP (C6H12O6)n 2C3H4O3 + Energi (Glikogen) (asam piruvat) Energi + 3 ADP + 3 Pi 3 ATP 20. 20 PERBEDAAN GLIKOLISIS AEROBIKPERBEDAAN GLIKOLISIS AEROBIK DENGAN GLIKOLISIS ANAEROBIKDENGAN GLIKOLISIS ANAEROBIK GLIKOLISIS AEROBIK GLIKOLISIS ANAEROBIK Glikogen Glukosa ADP + Pi ATP Asam Piruvat Cukup Oksigen CO2 + H2O + ATP Glikogen Glukosa ADP + Pi ATP Asam Piruvat Tidak cukup Oksigen Asam laktat 21. 21 Siklus KrebSiklus Kreb Siklus Kreb. Asam piruvat sebagai hasil akhir glikolisis aerobik masuk ke siklus Kreb setelah sedikit mengalami perubahan kimiawi. Begitu masuk ke dalam siklus, akan terjadi dua proses kimiawi : 1. CO2 akan dibuang melalui paru 2. Oksidasi, yaitu pembuangan ion hidrogen (H+) dan elektron (e-) yang akhirnya akan masuk ke dalam sistem transportasi elektron untuk diadakan perubahan kimia lainnya Glikogen Glukosa ADP + Pi Glikolisis Aerobik ATP Asam piruvat CO2 H+ +e- H+ +e- H+ +e- CO2 CO2 SIKLUS KREB 22. 22 Simpulan Sistem AerobikSimpulan Sistem Aerobik Simpulan Sistem aerobik Glikogen dioksidasi melalui tiga seri reaksi kimiawi : Glikolisis aerobik dengan terbentuknya asam piruvat; Siklus Kreb dengan membuang CO2 dan e- dan Sistem Transportasi Elektron yang membentuk H2O dari H+ , e- dan oksigen. Konsekuensinya ATP akan dihasilkan lebih banyak Glikogen GlukosaGlikolisis Aerobik ADP + Pi ATP Asam piruvat CO2 CO2 SIKLUS KREB CO2 H+ +e- H+ +e- H+ +e- ADP + Pi ATP ADP + Pi ATP ADP + Pi ATP H2O Electron Transport System Protein Lemak 23. 23 KARAKETIRSTIK UMUM SISTEM ENERGIKARAKETIRSTIK UMUM SISTEM ENERGI SYSTEM ATP-PC (PHOSPHAGEN) SISTEM ASAM LAKTAT SISTEM OKSIGEN Anaerobik Anaerobik Aerobik Sangat cepat Cepat Lambat Bahan kimia; Phosphocreatine Bahan makanan ; glikogen Bahan makanan; glikogen, lemak dan protein Produksi ATP sangat terbatas Produksi