PERUBAHAN pH, PCO2, HCO3- DAN TCO2 AKIBAT
PEMBERIAN MINUMAN BEROKSIGEN PADA LATIHAN FISIK
Oleh
CATHARINA DIAN WAHJU UTAMI
TESIS
Untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar
Dokter Spesialis Anak
BAGIAN IMU KESEHATAN ANAK FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERUBAHAN pH, PCO2, HCO3- DAN TCO2 AKIBAT
PEMBERIAN MINUMAN BEROKSIGEN PADA LATIHAN FISIK
Telah disetujui dan disyahkan
Prof. dr. H. Munar Lubis, SpA(K) Pembimbing I
dr. Supriatmo, SpA(K) Pembimbing II
Medan, 17 Mei 2008 Ketua Program Studi
Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran USU
Dengan ini diterangkan :
Catharina Dian Wahju Utami
Telah menyelesaikan Tesis sebagai persyaratan untuk mendapat gelar
Dokter Spesialis Anak pada Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara. Tesis ini dipertahankan di depan Tim Penguji pada hari Sabtu,
Tanggal 17 Mei 2008 dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diterima.
Tim Penguji :
Penguji I
Prof. Dr. dr. H. Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc(CTM), SpA(K) ...
Penguji II
dr. Hj. Melda Deliana, SpA(K) ...
Penguji III
dr. Muhammad Ali, SpA(K) ...
Medan, 17 Mei 2008
Ketua Departemen Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Salam sejahtera.
Puji dan syukur kehadapan Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan rahmat dan kasihNya serta telah memberikan kesempatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan tesis ini. Tulisan ini dibuat untuk memenuhi persyaratan dan merupakan tugas akhir pendidikan keahlian Ilmu Kesehatan Anak di FK-USU / RSUP H. Adam Malik Medan.
Dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa dalam penelitian dan penulisan tesis ini masih jauh dari kesempurnaan sebagaimana yang diharapkan, oleh sebab itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan masukan yang berharga dari semua pihak di masa yang akan datang.
Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis menyatakan penghargaan dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Yang terhormat pembimbing Prof. dr. H. Munar Lubis, SpA(K) dan dr. Supriatmo, SpA(K) yang telah memberikan bimbingan, bantuan serta saran-saran yang sangat berharga sehingga dapat melaksanakan penelitian dan menyelesaikan tesis.
2. Yang terhormat Prof. dr. H. Munar Lubis, SpA(K), selaku Ketua Program Pendidikan Dokter Spesialis Anak Fakultas Kedokteran USU dan Prof. dr. Hj. Bidasari Lubis, SpA(K) sebagai sekretaris program sampai 2007 serta dr. Hj. Melda Deliana, SpA(K) sebagai sekretaris program periode 2007 sampai saat ini.
Adam Malik Medan periode 2003-2007 dan, dr. H. Ridwan M. Daulay, SpA(K) selaku Ketua Departemen Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran USU / RSUP H. Adam Malik Medan periode 2007 sampai saat ini.
4. Yang terhormat seluruh staf pengajar di Bagian Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran USU / RSUP H. Adam Malik Medan, yang telah memberikan sumbangan pikiran sehingga penelitian ini dapat terlaksana. 5. Yang terhormat Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. dr. H. Chairuddin P
Lubis, DTM&H, SpA(K) dan Dekan Fakultas Kedokteran USU yang telah memberikan kesempatan untuk mengikuti program pendidikan Dokter Spesialis Anak di Fakultas Kedokteran USU.
6. Yang terhormat Direktur Rumah Sakit H. Adam Malik Medan, Rumah Sakit Pirngadi Medan dan Rumah Sakit Tembakau Deli Medan yang telah memberikan sarana bekerja dan belajar selama pendidikan.
7. Yang terhormat Direktur PTPN III dan segenap jajaran staf dan karyawan PTPN III Aek Nabara Selatan yang telah banyak memberikan bantuan berbagai sarana kepada penulis selama melakukan penelitian di wilayah PTPN III Aek Nabara Selatan.
8. Kepala Sekolah SMP Bilah Hulu Aek Nabara beserta guru-guru di mana penelitian ini dilakukan dan masyarakat setempat yang telah memberikan izin dan fasilitas pada penelitian ini sehingga dapat terlaksana dengan baik.
10. Budi AF, Jenny Ginting, Dedy G, Nancy E, Nur Iman M, M Arif Matondang dan Siska M Lubis yang selama empat setengah tahun dalam suka dan duka menjalani masa pendidikan bersama-sama.
Teristimewa untuk suami tercinta drs. Aderson Situngkir, M.Si dan ketiga ananda tersayang Stefanus Wiratmo Partogi Silalahi, Adrianus Aryodamar Humisar Silalahi dan Anasthaya Lumongga Pramesthy Silalahi, terima kasih atas doa, pengertian, dukungan dan pengorbanan selama penulis menyelesaikan pendidikan ini.
Kepada yang terkasih orangtua Kapten pur. A.D. Adiwardaya, Bsc dan Christina Sudarti serta mertua dan semua nenek-kakek, abang, kakak dan adik-adik yang selalu mendoakan, memberikan dorongan dan ketabahan selama penulis mengikuti pendidikan ini. Untuk semuanya itu saya ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya, semoga Tuhan selalu melimpahkan rahmat dan kasihNya kepada kita semua. Akhirnya penulis mengharapkan semoga penelitian dan tulisan ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Medan, 17 Mei 2008
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan Pembimbing ... i
Kata Pengantar ………... iii
Daftar Isi ………... vi
Daftar Tabel ………... ix
Daftar Gambar ………... x
Daftar Singkatan ………... xi
Daftar Lambang ………... xiii
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ………... 1
1.2. Perumusan Masalah ………... 2
1.3. Tujuan Penelitian ………... 3
1.4. Hipotesis ………... 3
1.5. Manfaat Penelitian ………... 3
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Definisi ... 4
2.2. Klasifikasi ……….………... 4
2.3. Sistem Metabolisme Otot ... 5
2.3.1. Sistem Adenosine Triphosphate – Creatine Phosphate ... 5
2.3.3. Sistem Aerobik ... 6
2.4. Kadar Oksigen dan Karbon Dioksida ... 8
2.5. Transpor Karbon Dioksida ... 9
2.5.1. Transpor Karbon Dioksida di Dalam Otot ... 9
2.5.2. Tanspor Karbon Dioksida di Dalam Darah ... 10
2.5.3. Transpor Karbon Dioksida di Dalam Paru-paru ... 11
2.6. Perubahan Asam-Basa ... 12
2.6.1. Gangguan Asam-Basa ... 15
2.6.2. Latihan Fisik ... 17
2.7. Kebutuhan Cairan Saat Latihan Fisik ... 19
2.8. Manfaat Air Beroksigen ... 21
2.9. Kerangka Konsep Penelitian ... 23
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1. Desain Penelitian ……….………..………... 24
3.2. Tempat dan Waktu ………..……... 24
3.3. Populasi Penelitian ... 24
3.4. Sampel dan Cara Pemilihan Sampel …………..……….. 24
3.5. Perkiraan Besar Sampel ………..……… 25
3.6. Kriteria Inklusi dan Eksklusi ………..…..…… 25
3.7. Bahan dan Cara Kerja ……..…………..………..……….. 26
3.8. Definisi Operasional ………..………..……… 28
3.9. Analisa Data ………..…... 28
3.10. Identifikasi Variabel …………..………..……. 29
3.12. Alur Penelitian ………..………... 29
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil …………...………..………... 30
4.2. Pembahasan ………... 32
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ………..….………...………... 36
5.2. Saran ………...…...………... 36
Daftar Pustaka .……….………...………... 37
Lampiran 1. Surat Pernyataan Kesediaan ………... 41
2. Lembar Format Penelitian ……….. 42
3. Data Sampel Penelitian ……….. 43
4. Persetujuan Komite Etik ……….. 45
Ringkasan ………...… 46
Summary ……….………... 47
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Derajat Latihan Fisik Berdasarkan Christensen ……….……... 4 Tabel 2. Transpor Karbon Dioksida di Dalam Darah Saat Istirahat
dan Latihan Fisik ... 10 Tabel 3. Karakteristik Sampel pada Kelompok Air Beroksigen dan
Plasebo ... 30 Tabel 4. Perubahan pH, PCO2, HCO3- dan TCO2 Sebelum dan
Sesudah Latihan Fisik pada Kelompok Air Beroksigen ... 31 Tabel 5. Perubahan pH, PCO2, HCO3- dan TCO2 Sebelum dan
Sesudah Latihan Fisik pada Kelompok Plasebo ... 31 Tabel 6. Perbedaan Perubahan pH, PCO2, HCO3- dan TCO2 Sebelum
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Diagram Urutan Sistem Penggunaan Energi ... 7
Gambar 2. Siklus Krebs ……... 7
Gambar 3. Skema Respirasi Eksterna dan Interna ... 8
Gambar 4. Transpor Karbon Dioksida di Dalam Darah ... 11
Gambar 5. Mekanisme Channel H+ pada Proses Pengeluaran Karbon Dioksida ... 12
Gambar 6. Kategori Dua Kemungkinan Asidosis atau Alkalosis ... 15
Gambar 7. Hubungan Sistem Dapar Bikarbonat dan Hemoglobin ... 17
Gambar 8. Kerangka Konsep Penelitian ... 23
DAFTAR SINGKATAN
AAHPERD : The American Alliance of Health, Physical Education, Recreation and Dance
ADP : Adenosine Diphosphate
AMP : Adenosine Monophosphate ATP : Adenosine Triphosphate
ATP-CP : Adenosine Triphosphate – Creatine Phosphate
BB : Berat badan BMI : Body Mass Index
cm : Sentimeter
cm2 : Sentimeter kuadrat CP : Creatine Phosphate
dkk : Dan kawan-kawan g/dl : Gram per desiliter kg : Kilogram
kg/m2 : Kilogram per meter kuadrat km : Kilometer
kPa : Kilopascal
m : Meter
mEq/l : Mili Ekuivalen per liter
ml : Mililiter
ml/kg/menit : Mililiter per kilogram per menit mM : Mili molar
mmol/dl : Mili mol per desiliter mmol/l : Mili mol per liter nmol : Nano mol
nmol/l : Nano mol per liter ppm : Parts per million
SD : Standard Deviasi SID : Strong Ion Difference
SLTP : Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama SPSS : Statistical Package for Social Science
TB : Tinggi badan
TCA : Tricarboxyclic Acid Cycle
USU : Universitas Sumatera Utara
W : Watt
DAFTAR LAMBANG
A- : Ion asam lemah AH- : Ion asam lemah
Atot : Asam lemah nonvolatile plasma C : Rantai karbon
Cl- : Ion klorida CO2 : Karbon dioksida CO3-- : Ion karbon trioksida H+ : Ion hidrogen
Hb : Hemoglobin
HbO2=O2Hb : Oksigen yang berikatan dengan hemoglobin HCO3- : Ion bikarbonat
H2CO3 : Asam karbonat
HHb : Hidrogen yang berikatan dengan hemoglobin H2O : Air
Ht : Hematokrit K+ : Ion kalium laktat- : Ion laktat n : Besar sampel
n1 : Besar sampel yang masuk dalam kelompok I n2 : Besar sampel yang masuk dalam kelompok II Na+ : Ion natrium
O2 : Oksigen
p : Tingkat kemaknaan
PaCO2 : Tekanan parsial karbon dioksida arteri PCO2 : Tekanan parsial karbon dioksida
pH : Logaritma negatif konsentrasi ion hidrogen pK : Logaritma negatif konstanta disosiasi S : Simpang baku dari kedua kelompok TCO2 : Total karbon dioksida
Z : Deviat baku normal α : Kesalahan tipe I
β : Kesalahan tipe II
> : Lebih besar < : Lebih kecil
≥ : Lebih besar atau sama dengan 0
C : Derajat celsius % : Persen
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Banyak orang tertarik latihan fisik karena dapat memperbaiki kesehatan dan kemampuan fisiknya.1 Manfaat latihan fisik adalah mencegah penyakit pembuluh darah koroner, diabetes melitus, obesitas, hipertensi dan hiperkolesterol.2-4 Pengaruh utama latihan fisik adalah peningkatan frekuensi jantung, tekanan darah dan curah jantung. Aliran darah meningkat ke jantung, otot dan kulit, sehingga menyebabkan aktifnya metabolisme dan menghasilkan karbon dioksida (CO2) dan ion hidrogen (H+) di dalam otot. Akibatnya pernapasan menjadi cepat dan dalam, hal tersebut untuk mensuplai oksigen (O2) yang digunakan dalam proses metabolisme tubuh.1 Sejumlah besar CO2 diproduksi dalam sel otot dan meninggalkan tubuh melalui ventilasi dari ruang alveolus. Dengan cara difusi dari ruang intraselular otot ke dalam darah dan keluar dari darah ke ruang udara di paru-paru melewati barier kapiler alveolus.5
terbentuk selanjutnya memasuki siklus Krebs, sehingga terbentuk Adenosine Triphosphate (ATP) untuk kontraksi otot.6
Pada latihan fisik berat, hampir semua cadangan O2 digunakan untuk metabolisme aerobik. Setelah latihan fisik, cadangan O2 harus dicukupi kembali melalui pernafasan tambahan sehingga dibutuhkan O2 dengan jumlah di atas kebutuhan normal.4 Salah satu cara untuk meningkatkan kadar O2 di dalam darah adalah minum air beroksigen. Jenkins dkk (2002) mendapatkan adanya perbedaan yang bermakna peningkatan saturasi O2 antara air beroksigen dengan air suling sebelum latihan fisik yaitu 91.3% dibanding 87.3%.7 Oksigen dapat memperbaiki metabolisme dan proses oksidasi sel dengan cara meningkatkan cadangan O2 mitokondria sel.8
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian dalam latar belakang tersebut di atas, maka dirumuskan masalah: (1) apakah terdapat perubahan kadar serum pH, PCO2, HCO3-, dan TCO2 sebelum dan sesudah latihan fisik dengan pemberian minuman beroksigen dan plasebo; (2) apakah terdapat perbedaan perubahan kadar serum pH, PCO2, HCO3-, dan TCO2 sebelum dan sesudah latihan fisik akibat pemberian minuman beroksigen.
1.3. Tujuan Penelitian
1.4. Hipotesis
Hipotesis nol penelitian ini adalah: (1) tidak ada perubahan kadar serum pH, PCO2, HCO3-, dan TCO2 sebelum dan sesudah latihan fisik dengan pemberian minuman beroksigen dan plasebo; (2) tidak ada perbedaan perubahan kadar serum pH, PCO2, HCO3-, dan TCO2 sebelum dan sesudah latihan fisik akibat pemberian minuman beroksigen.
1.5. Manfaat Penelitian
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Definisi
Latihan fisik adalah pergerakan tubuh yang dilakukan oleh otot skeletal secara terencana, berulang dan menghasilkan energi dengan tujuan untuk memperbaiki kesehatan jasmani. Kesehatan jasmani menurut The American Alliance of Health,
Physical Education, Recreation and Dance (AAHPERD) terdiri dari 5 komponen
yang berhubungan dengan kesehatan yaitu ketahanan kardiorespirasi, kekuatan otot, ketahanan otot, fleksibilitas dan komposisi tubuh.2
2.2. Klasifikasi
Derajat latihan fisik diklasifikasikan berdasarkan pada: (1) pemakaian energi per menit; (2) kekuatan (power) merupakan nilai kerja yang dilakukan, memakai satuan Watt (W) dan (3) frekuensi nadi per menit. Pemakaian energi menggambarkan volume pemakaian oksigen (O2uptake) per menit.3
Tabel 1. Derajat latihan fisik berdasarkan Christensen Tingkat latihan fisik O2uptake
(liter per menit)
Power (W) Frekuensi nadi
(per menit) Maksimal > 2,5 ≥ 850 > 175 Sangat berat 2 – 2,5 700 – 850 150 – 175
Berat 1,5 – 2 500 – 700 120 – 150 Sedang 1 – 1,5 350 – 500 100 – 120 Ringan sampai 1 170 – 350 sampai 100
2.3. Sistem Metabolisme Otot
Di dalam tubuh terdapat sejumlah sistem metabolisme energi yang dapat menyediakan energi sesuai kebutuhan pada saat istirahat atau latihan fisik. Peran energi dalam latihan fisik atau olahraga penting diperhatikan karena kelelahan dapat terjadi akibat tidak cukupnya ketersediaan nutrien energi yang diperlukan dari glikogen otot atau glukosa darah.6
Terdapat 2 macam sistem metabolisme pada pemakaian energi selama latihan fisik, yaitu:4,6,9
1. Sistem anaerobik: (a) sistem ATP-CP dan (b) sistem asam laktat. 2. Sistem aerobik.
2.3.1. Sistem Adenosine Triphosphate – Creatine Phosphate
Adenosine Triphosphate merupakan sumber energi yang terdapat di dalam sel-sel
tubuh terutama sel otot yang siap dipergunakan untuk aktivitas otot. Jumlah ATP yang tersimpan di otot hanya sedikit, berguna untuk latihan fisik maksimal beberapa detik. Ketika ATP terurai menjadi Adenosine Diphosphate (ADP) dan Adenosine
Monophosphate (AMP), dihasilkan energi yang dapat digunakan untuk kontraksi otot
skeletal selama latihan fisik. Tiap molekul ATP yang terurai diperkirakan besarnya 7 – 12 kalori.6
2.3.2. Sistem Asam Laktat
Glikogen otot dipecah menjadi glukosa yang kemudian digunakan sebagai energi. Ini merupakan proses glikolisis, dimana terjadi tanpa menggunakan oksigen disebut juga sebagai metabolisme anaerobik. Selama glikolisis, tiap glukosa pecah menjadi asam piruvat, kemudian asam piruvat ini masuk mitokondria sel otot dan bereaksi dengan O2 untuk membentuk ATP. Pada saat O2 tidak cukup, metabolisme glukosa yang terjadi adalah asam piruvat berubah menjadi asam laktat yang kemudian berdifusi keluar dari sel otot masuk ke cairan interstisial dan aliran darah.4
2.3.3 Sistem Aerobik
Sistem aerobik membutuhkan O2 untuk menguraikan glikogen atau glukosa menjadi CO2 dan H2O melalui siklus Krebs (tricarboxyclic acid cycle = TCA) dan sistem transpor elektron. Glikogen atau glukosa diuraikan menjadi asam piruvat dan dengan adanya O2 maka asam laktat tidak menumpuk. Asam piruvat yang terbentuk selanjutnya memasuki siklus Krebs.4
Glikogen
trigliserida Trigliserida Asan amino Oksigen
Glukosa Trigliserida/As. lemak Asan amino Oksigen Darah
Glikogen
Gambar 1. Diagram urutan sistem penggunaan energi
Sumber : Mihardja L. Sistem energi dan zat gizi yang diperlukan pada olahraga aerobik dan anaerobik. Gizi Medik Indonesia 2004;3(9):9-13.
Gambar 2. Siklus Krebs
2.4. Kadar Oksigen dan Karbon Dioksida
Latihan fisik memerlukan peningkatan transpor udara antara saluran pernapasan dan mitokondria (gambar 3).10
Gambar 3. Skema respirasi eksterna dan interna.
VA = ideal alveolar ventilation/time; VD = physiologic dead space
ventilation/time; VE = total ventilation measured during expiration/time; QO2 = O2 consumption; QCO2 = CO2 production; VO2 = O2 uptake; VCO2 = CO2
output; creat-PO4 = creatine phosphate; Pyr = pyruvate; Lac = lactate; Mito = mitochondria
Sumber : Wasserman K. Diagnosing cardiovascular and lung pathophysiology from exercise gas exchange. Chest 1997;112:1091-101.
2.5. Transpor Karbon Dioksida
Transpor karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru untuk dibuang dilakukan dengan tiga cara. Sekitar 10% CO2 secara fisik larut dalam plasma, karena tidak seperti O2, CO2 mudah larut dalam plasma. Sekitar 20% CO2 berikatan dengan gugus amino pada hemoglobin (karbaminohemoglobin) dalam sel darah merah dan sekitar 70% diangkut dalam bentuk bikarbonat plasma. Karbon dioksida berikatan dengan air dalam reaksi berikut ini:15,16
CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-
Reaksi ini reversibel dan dikenal dengan nama persamaan dapar (buffer) asam karbonat-bikarbonat. Keseimbangan asam-basa tubuh ini sangat dipengaruhi oleh fungsi paru-paru dan homeostasis CO2.15
2.5.1. Transpor CO2 di Dalam Otot
2.5.2. Transpor CO2 di Dalam Darah
Kelarutan CO2 di dalam darah sekitar 20 kali kelarutan O2, sehingga CO2 lebih banyak dari O2 di dalam larutan sederhana pada tekanan parsial seimbang. Karbon dioksida yang berdifusi ke dalam eritrosit cepat dihidrasi ke H2CO3 (asam karbonat), karena adanya karbonat anhidrase. Asam karbonat berdisosiasi ke H+ dan HCO3 -serta H+ didapar, terutama oleh hemoglobin, sementara HCO3- memasuki plasma. Sejumlah CO2 di dalam eritrosit bereaksi dengan gugusan amino protein, terutama hemoglobin untuk membentuk senyawa karbamino (gambar 4). Karena hemoglobin dideoksigenasi membentuk senyawa karbamino jauh lebih cepat dibandingkan HbO2, maka transpor CO2 dipermudah di dalam darah vena.17 Tabel 2 memperlihatkan komposisi kelarutan CO2 dalam darah saat istirahat dan latihan fisik.
Tabel 2. Transpor CO2 di dalam darah saat istirahat dan latihan fisik
Istirahat Latihan Fisik
Gambar 4. Transpor CO2 di dalam darah
Sumber : Powers SK, Howley ET. Exercise physiology; 1996.h.177-99.
2.5.3. Transpor CO2 di Dalam Paru-paru
Karbon dioksida keluar dari darah menembus lapisan sel endotelium menuju sel epitel alveolus. Karbonat anhidrase terdapat di sitoplasma sel epitel alveolus, mengkonversi CO2 menjadi H+ dan HCO3-. Ion-ion tersebut menembus sel dengan cara difusi. Ion hidrogen diikat oleh dapar kemudian menuju subfase alveolus dengan bantuan jembatan channel H+ bervoltase di membran apikal dan HCO3 -berdifusi secara pasif melewati channel anion atau pertukaran Cl- dengan HCO3-. Ion hidrogen dan HCO3- bergabung membentuk CO2 dan H2O di dalam lapisan cair tipis di permukaan sel epitel (aqueous subphase). Karbon dioksida masuk ke udara dan H2O diabsorbsi (gambar 5).18
Gambar 5. Mekanisme channel H+ pada proses pengeluaran CO2
Sumber : DeCoursey TE. Hypothesis : do voltage-gated H+ channels in alveolar epithelial cells contribute to CO2 elimination by the lung?. AM J
Physiol Cell Physiol 2000;278:C1-C10.
2.6. Perubahan Asam-Basa
Enzim-enzim sel dan proses metabolisme dapat berfungsi dengan baik pada pH normal, sehingga diperlukan pengaturan akhir pH. Pengendalian keseimbangan asam-basa tergantung pada ginjal, paru-paru dan dapar intrasel dan ekstrasel. Konsentrasi H+ menggambarkan pH berdasarkan persamaan: pH = log 1/ [H+]. Ini menunjukkan bahwa konsentrasi H+ yang tinggi menyebabkan peningkatan kadar asam dengan pH yang rendah.1,19,20
Perubahan kadar H+ di dalam tubuh dipengaruhi oleh:20 1). Diet
Diet merupakan faktor minor, jika kita makan diet tinggi protein akan menyebabkan asam dan diet sayur-sayuran menyebabkan basa.
CO2 + H2O H+ + HCO3-
Berdasarkan persamaan tersebut, CO2 adalah asam lemah dan secara konstan dihasilkan oleh tubuh. Sebagai gas, CO2 keluar melalui paru-paru. Ion hidrogen tidak difiltrasi melalui glomerulus karena lebih banyak yang berikatan dengan protein dibandingkan yang ada di plasma. Meskipun berikatan dengan protein biasanya tidak mengganggu sekresi H+ di tubulus. Sekresi H+ di tubulus ginjal melalui CO2 yang berasal dari pembuluh darah kapiler peritubular.
3). Regulasi sistem saluran pencernaan
Kehilangan H+ terjadi selama muntah dan HCO3- hilang pada diare. 4). Pengaruh elektrolit lain terhadap H+
Kekurangan klorida dan kalium dapat merangsang sekresi H+ ke lumen tubulus ginjal dan menyebabkan alkalosis metabolik. Hal ini terjadi karena natrium intralumen bertukar dengan H+ di tubulus ginjal, natrium tidak dapat bertukaran dengan kalium atau berikatan dengan klorida selama reabsorpsi.
Kekurangan natrium mengakibatkan peningkatan reabsorpsi natrium dan sekresi H+ ke dalam tubulus ginjal serta reabsorpsi HCO3-. Kekurangan garam merangsang sekresi aldosteron sehingga H+ disekresi. Berdasarkan hal tersebut dapat dikatakan bahwa aldosteron menyebabkan kehilangan kalium melalui perangsangan sekresi H+. Alkalosis metabolik dapat terjadi bersamaan dengan hiperaldosteronisme.
5). Dapar
mencegah penurunan pH dengan cara mengikat H+. Ketika basa bertambah di dalam tubuh, dapar mencegah kenaikkan pH dengan cara melepaskan H+. Dapar berfungsi sebagai basa ketika asam ditambahkan ke dalam tubuh dan sebagai asam ketika basa ditambahkan ke dalam tubuh.19
Beberapa sistem dapar di dalam tubuh:20 a). Sistem dapar bikarbonat (ekstraselular) b). Sistem dapar fosfat dan amonia (intraselular) c). Sistem dapar protein (intraselular)
Sistem dapar bikarbonat adalah rutin diamati secara klinis. Dapar bikarbonat berdasarkan pada hubungan antara CO2 dan HCO3-:19-21
CO2 + H2O H+ + HCO3-
Karbon dioksida bertindak sebagai asam, setelah bergabung dengan air akan melepaskan H+. Ion bikarbonat bertindak sebagai basa konyugasi yang menerima H+.18 Sistem dapar bikarbonat digambarkan secara kualitatif sebagai persamaan Henderson-Hasselbach.
Persamaan Henderson-Hasselbach: pH = pK + log HCO3- / CO2 Secara sederhana: pH HCO3- / CO2
Persamaan ini menunjukkan bahwa pH menurun maka konsentrasi CO2 meningkat atau konsentrasi HCO3- menurun. Sistem dapar mencegah perubahan pH. Jika konsentrasi HCO3- turun secara tiba-tiba, tidak terjadi perubahan pH yang besar karena CO2 akan turun.19,20
2.6.1. Gangguan Asam-Basa
pernapasan); (3) HCO3- mmol/l (komponen metabolik).22 Pendekatan diagnosis gangguan asam-basa dapat dilihat pada gambar 6.23
Gambar 6. Kategori dua kemungkinan asidosis atau alkalosis
Sumber : Malley WJ. Clinical blood gases assessment and intervention. Edisi ke-2; 1990.h.35-50.
Perubahan konsentrasi HCO3- pada gangguan asam-basa respiratorik terjadi akibat reaksi hidrolisis. Pada kadar PaCO2 di atas 40 mmHg terjadi kenaikan sebesar 1 mEq/l konsentrasi HCO3- untuk setiap kenaikan sebesar 10 mmHg PaCO2 dan setiap penurunan sebesar 5 mmHg PaCO2 dibawah 40 mmHg terjadi penurunan sebesar 1 mEq/l konsentrasi HCO3-.24
berat terjadi asidosis laktat yang disebabkan oleh peningkatan asam laktat akibat kekurangan oksigen dalam metabolisme tubuh.23 Secara umum telah terbukti bahwa asidosis laktat memiliki kesenjangan anion > 35. Asidosis metabolik dengan peningkatan kesenjangan anion disebut juga asidosis metabolik normokloremik.25
Menurut Stewart pH cairan tubuh tergantung pada tiga faktor independent yaitu PaCO2; SID (strong ion difference) yaitu Na+, K+, CL- dan laktat-; Atot (asam lemah nonvolatile plasma) yaitu albumin dan fosfat. Sedangkan [H+],[OH-],[HCO3 -],[CO3--], ion asam lemah ([A-]) dan [AH-] adalah faktor dependen. Artinya faktor dependen akan berubah bila terdapat perubahan pada faktor independen, sebaliknya perubahan pada faktor dependen tidak menyebabkan perubahan faktor independen. Disebut faktor independen karena faktor tersebut berdiri sendiri tidak termasuk dalam satuan “sistem asam-basa”, PaCO2 dipengaruhi oleh paru-paru dan metabolisme, SID diatur oleh ginjal dan Atot terutama protein diatur oleh hati. Menurut Stewart asidosis atau alkalosis metabolik terjadi karena perubahan SID atau Atot. SID turun menyebabkan asidosis dan SID meningkat menyebabkan alkalosis. Perubahan SID dapat terjadi sebagai akibat kelebihan cairan (SID turun karena natrium turun), kekurangan cairan (SID naik karena natrium meningkat), imbalans anion seperti hiperkloremia (SID menurun) dan hipokloremia (SID meningkat), meningkatnya anion organik atau anorganik kuat (SID menurun). Gangguan pada Atot dapat menyebabkan asidosis (hiperalbuminemia dan hiperfosfatemia) dan alkalosis (hipoalbuminemia dan hipofosfatemia).26
2.6.2. Latihan Fisik
cepat melewati kapiler sehingga sedikit waktu untuk pertukaran CO2 dan O2 di dalam paru-paru. Akibatnya diperlukan juga sistem dapar bikarbonat.1 Sistem dapar bikarbonat mempunyai kapasitas dapar yang rendah tapi merupakan dapar yang penting karena : (1) H2CO3 berdisosiasi menjadi CO2 dan H2O, CO2 dikeluarkan oleh paru-paru dan membuang H+ sebagai air; (2) perubahan CO2 merubah frekuensi pernapasan; (3) konsentrasi HCO3- dibuang oleh ginjal. Asam karbonat berdisosiasi menghasilkan H+ kemudian dinetralisir oleh kapasitas dapar hemoglobin (gambar 7).21
Gambar 7. Hubungan sistem dapar bikarbonat dan hemoglobin
Sumber : Ehrmeyer SS, Laessig RH, Ancy JJ. Clinical chemistry principles, procedures, correlations. Edisi ke-5; 2005.h.343-61.
Proses dapar ginjal berjalan lambat dan memerlukan waktu yang lama untuk mencegah asidosis akut akibat penurunan pH selama latihan fisik. Paru-paru berfungsi lebih cepat dengan cara meningkatkan pernapasan akibat rendahnya pH yaitu mengeluarkan CO2. Jika paru-paru tidak dapat mengimbangi kecepatan produksi CO2 maka terjadilah asidosis respiratorik.1
Proses dapar dalam darah saat latihan fisik:1
1. Hemoglobin membawa O2 dari paru-paru menuju otot melewati darah.
berkurang, terjadi difusi O2 dari darah menuju otot berdasarkan ketinggian konsentrasi.
3. Otot menghasilkan CO2 dan H+ karena metabolisme sel yang meningkat, konsentrasi tinggi dalam arah berlawanan dari ketinggian O2.
4. Karbon dioksida dan H+ mengalir dari otot ke dalam darah berdasarkan ketinggian konsentrasi.
5. Hemoglobin sebagai dapar menangkap kelebihan H+ dan CO2.
6. Jika banyaknya H+ dan CO2 melebihi kapasitas dapar hemoglobin maka digunakan dapar bikarbonat.
7. Paru-paru dan ginjal memberikan respon terhadap perubahan pH akibat perpindahan CO2, HCO3- dan H+ dari darah.
2.7. Kebutuhan Cairan Saat Latihan Fisik
Tubuh manusia terdiri dari sebagian besar air (60%). Asupan cairan yang adekuat penting agar performance atlet optimal. Air mempunyai fungsi penting, yaitu: 1) menjaga volume darah serta regulasi fungsi kardiovaskular; 2) regulasi suhu tubuh, karena pada saat latihan diproduksi panas yang harus dikeluarkan dari tubuh maka panas akan dikeluarkan dengan cara konveksi, radiasi dan evaporasi melalui keringat serta pernapasan dan 3) merupakan media pengangkut O2, CO2 dan nutrien. Asupan air yang adekuat berfungsi menggantikan cairan yang hilang melalui keringat, urin dan feses untuk mencegah dehidrasi. Tanpa latihan, seseorang akan menghasilkan keringat 500-700 ml per hari, sedangkan bila seseorang melakukan latihan lama, keringat yang dihasilkan dapat meningkat sampai 8-12 liter per hari. 27
endurance performance. Apabila hilangnya air meningkat menjadi 3-4% dari berat badan maka terjadi gangguan performance, produksi urin menurun, mulut kering, kulit kemerahan, mual dan lemas. Kehilangan cairan 5-6% dari berat badan akan meningkatkan frekuensi nadi, frekuensi pernapasan, mempengaruhi konsentrasi dan terjadinya penurunan kapasitas kerja sebesar 30%. Telinga berdenging, lemah dan kondisi mental yang bingung berhubungan dengan hilangnya cairan sebesar 8% dari berat badan.26 Cara yang paling mudah dan akurat untuk mengevaluasi kebutuhan cairan adalah dengan menimbang berat badan sebelum dan sesudah olahraga. Setiap penurunan 1 kg berat badan sama dengan kehilangan cairan 1 liter.28
Dehidrasi menyebabkan berkurangnya kemampuan fisik dalam berolahraga dan tak selalu memberikan isyarat pada seseorang untuk minum karena tidak timbul rasa haus. Oleh karena itu olahragawan perlu dilatih minum teratur setiap ada kesempatan tanpa menunggu rasa haus. Bila melakukan olahraga yang berat ada pedoman umum untuk mempertahankan keseimbangan cairan tubuh yaitu:28
o Sebelum latihan fisik: 15-30 menit sebelumnya minum kira-kira 240 ml.
o Selama latihan fisik: setiap 15-20 menit minum kira-kira 100-150 ml atau
semampunya, pada tiap kesempatan yang ada dan jangan menunggu sampai merasa haus.
o Sesudah latihan fisik: minum terus walaupun tak haus sampai berat badan
kembali semula.
o Dalam keadaan udara yang panas kita butuh lebih banyak cairan.
o Bila latihan fisik kurang dari 90 menit, cukup cairan biasa sebagai pengganti
kehilangan atau deplesi glikogen otot sehingga menyebabkan kehabisan tenaga dan perlu sumber karbohidrat.
American College of Sport Medicine (1975) menyarankan minum 400-500
ml sebelum latihan fisik.dikutip dari 29 Untuk latihan fisik dalam waktu singkat sebaiknya konsumsi cairan tidak kurang dari 30 menit sebelum latihan.27
2.8. Manfaat Air Beroksigen
Air beroksigen digunakan sebagai terapi oral oksigen pada tahun 1988 oleh Prof. Pakdaman A sebagai terapi pengobatan dan nutrisi. Jika air tersebut bersentuhan dengan membran sel mitokondria akan melepaskan O2 dan masuk ke dalam sel. Oksigen masuk ke dalam sirkulasi darah vena porta melalui lambung dan usus secara difusi dan osmosis. Oksigen dapat memberikan efek secara ilmiah pada tubuh manusia yaitu:
1. Memperbaiki gangguan pemakaian O2 dan hipoksia sel.
2. Mengatasi hipoventilasi akibat fungsi sistem pernapasan berkurang dengan cara memperbaiki transpor oksigen dalam sirkulasi darah melalui vena porta saluran pencernaan.
3. Mengatasi gangguan respirasi intraselular akibat anemia, kelainan enzym, keracunan dan lain-lain.
4. Menghambat pertumbuhan sel kanker dengan cara merubah metabolisme anaerob sel kanker.
5. Sebagai pencegahan dan terapi migren akibat hipoksia serebral.
6. Memodulasi dan merangsang sistem imun: leukosit, monosit, granulosit, sel natural killer.
8. Memperbaiki metabolisme dan proses oksidasi sel dengan cara meningkatkan cadangan O2 mitokondria dan mempengaruhi regulasi ion kalsium.
9. Mempercepat detoksifikasi tubuh dengan cara mengaktifkan sitokrom P-450 di dalam hati.
10. Memperbaiki mikrosirkulasi di pembuluh darah kapiler.
11. Memperbaiki hipoksia otot jantung dan mencagah insufisiensi nekrosis jaringan jantung.
12. Mengatur tekanan darah melalui efek kemoreseptor di carotic dan aortic bodies.
13. Meningkatkan sel darah: eritrosit, hematokrit, hemoglobin dan trombosit. 14. Memiliki efek antibakteri khususnya bakteri anaerob dan antivirus.
15. Memiliki efek sitotoksik pada Campylobacter pylori dan memperbaiki mukosa gaster dan usus.
16. Menetralisasi sekresi asam lambung oleh sel parietal dan berubah bentuk menjadi air.
17. Mempercepat proses penyembuhan jaringan. Air beroksigen tidak menimbulkan efek samping.8
2.9. Kerangka Konsep Penelitian
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Desain Penelitian
Penelitian ini bersifat uji klinis acak tersamar ganda untuk mengetahui:
1. Perubahan kadar serum pH, PCO2, HCO3-, dan TCO2 sebelum dan sesudah latihan fisik dengan pemberian minuman beroksigen dan plasebo.
2. Perbedaan perubahan kadar serum pH, PCO2, HCO3-, dan TCO2 sebelum dan sesudah latihan fisik akibat pemberian minuman beroksigen.
3.2. Tempat dan Waktu
Penelitian dilakukan di RS Rantau Prapat Kabupaten Labuhan Batu– Sumatera Utara. Kegiatan penelitian dilaksanakan pada bulan April 2005.
3.3. Populasi Penelitian
Populasi adalah anak Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) yang berumur 14–16 tahun.
3.4. Sampel dan Cara Pemilihan Sampel
3.4.2. Anak laki-laki SLTP Aek Nabara yang diikutkan dalam penelitian diambil secara acak sederhana yaitu dengan mencabut nomor.
3.5. Perkiraan Besar Sampel
Adapun besarnya sampel ditentukan dengan rumus: 2
n1 = n2 = 2 (Zα + Zβ)S (X1 – X2)
S = Simpang baku dari kedua kelompok = 2,414
Zα = Tingkat kepercayaan 95% (α 5%) = 1,96
Zβ = Kekuatan uji 80% (power: 1- ) = 0,842
X1 – X2 = Perbedaan klinis yang diinginkan = 2,2 mmol/l
Dengan menggunakan rumus diatas didapat jumlah sampel 19 orang per kelompok.
3.6. Kriteria Inklusi dan Eksklusi 3.6.1. Kriteria inklusi
1. Anak sehat
2. Anak laki–laki dengan BMI (Body Mass Index) antara 16 – 20 3. Mendapat persetujuan orang tua
3.6.2. Kriteria eksklusi
3.7. Bahan dan Cara Kerja 3.7.1. Bahan
1. Spuit dispossible syringe® Terumo 1 ml
2. Timbangan Digital ® Camry tipe EB 6571 dengan akurasi 0,1 kg
3. Stadiometer untuk mengukur tinggi badan 4. Termometer digital dengan akurasi 0,5 0 C
5. Blood analyzer ® iStaat dan cartridge tipe CG-8
6. 400 ml minuman beroksigen ® SuperO2
7. 400 ml air putih ®Aqua
8. Treadmill® series 2000 treadmill, Marquet Medical Sistem Inc.
3.7.2. Cara kerja
1. Subyek yang diikutsertakan dalam penelitian ini adalah anak laki – laki yang berumur 14–16 tahun dengan BMI antara 16-20 .
2. Data dasar anak dicatat dalam satu lembaran isian (lampiran). Pengukuran antropometri dilakukan dengan mengukur berat badan (BB)
dengan menggunakan timbangan merek Camry ® tipe EB6571 model
digital dengan akurasi 0,1 kg. Berat badan diukur pada anak berpakaian seragam sekolah tanpa sepatu. Tinggi badan (TB) diukur dengan stadiometer diletakkan pada dinding secara vertikal dengan akurasi 0,1 cm. Anak berdiri tegak rapat ke dinding tanpa memakai alas kaki dengan tumit pada posisi bidang vertikal yang sama. Kedua lengan dalam posisi relaks di samping dan wajah mengarah ke depan. Anak disuruh bernafas dalam, dan pengukuran TB dilakukan pada akhir nafas dalam. 3. Sesudah itu dilakukan pemeriksaan kesehatan secara fisik diagnostik
keadaan sehat dan mampu untuk melakukan latihan fisik yang akan diikuti.
4. Kemudian secara acak sederhana dengan mengambil kode tertutup dalam kotak, subyek dibagi ke dalam 2 kelompok yaitu 20 orang yang mendapat air beroksigen dan 20 orang mendapat air putih. Tiga puluh menit sebelum latihan fisik dilakukan, subyek diberi air beroksigen sebanyak 400 cc pada kelompok I dan air putih sebagai plasebo sebanyak 400 cc pada kelompok II.
5. Semua subyek diambil darah vena sebanyak 0,5 ml dengan spuit sebelum minum, kemudian darah diteteskan ke dalam cartridge tipe CG-8, lalu dimasukkan ke dalam alat i-Staat Analyzer kemudian hasil pemeriksaan langsung dicetak dengan printer.
6. Latihan fisik memakai alat treadmill (series 2000 treadmill, Marquet Medical Sistem Inc.) selama 10 menit.
7. Selama latihan fisik dilakukan, suhu ruangan dipertahankan antara 22
sampai 24 °C.
8. Pemantauan dan perekaman denyut jantung dilakukan dengan EKG merek Cardiosys®, diukur saat puncak latihan fisik yaitu akhir tahap 2.
Pemasangan, pengoperasian serta perekaman hasil EKG dilakukan oleh seorang operator yang dibantu oleh asisten penelitian yang terlatih tanpa mengetahui perlakuan yang diberikan sebelumnya pada subyek.
3.8. Definisi Operasional
3.8.1. Latihan fisik pada penelitian ini adalah latihan fisik dengan menggunakan treadmill yang kecepatan dan derajat kemiringan alat bertambah setiap 3 menit dengan latihan fisik selama 10 menit.
3.8.2. Sehat adalah anak yang sehat jasmani dan rohani. Pada penelitian ini subyek tidak sedang menderita penyakit berdasarkan anamnesa dan pemeriksaan fisik diagnostik dengan menggunakan stetoskop.
3.8.3. Minuman beroksigen adalah minuman penambah oksigen dengan kandungan oksigen mencapai 80 parts per million (ppm).
3.8.4. Plasebo adalah bahan yang diperkirakan tidak menimbulkan efek.
Dalam penelitian ini digunakan Aqua ®.
3.8.5. BMI adalah Body Mass Index, berat badan (kg) dibagi tinggi badan (m) kuadrat.
3.9. Analisis Data
3.10. Identifikasi Variabel 3.10.1. Variabel bebas • Latihan fisik
• Minuman beroksigen
• Plasebo
3.10.2. Variabel terikat
• Kadar serum pH, pCO2, HCO3-, TCO2 dan saturasi O2
3.11. Masalah Etika
3.11.1. Izin dari orang tua
3.11.2. Izin penelitian Komite Etik Fakultas Kedokteran USU
3.12. Alur Penelitian
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Jumlah semua sampel 40 orang, masing-masing kelompok terdiri dari 20 orang. Tidak ada perbedaan yang bermakna (p>0,05) karakteristik sampel pada kedua kelompok (tabel 3). Rerata usia, tinggi badan, berat badan, BMI, frekuensi jantung saat puncak latihan fisik, kadar hemoglobin dan gula darah pada kelompok air beroksigen adalah 14,5 (SD 0,75) tahun; 1,56 (SD 0,08) m; 46,70 (SD 6,26) kg; 19,05 (SD 1,57) kg/m2; 139,20 (SD 13,73) x/menit;14,55 (SD 1,20) g/dl dan 6,14 (SD 1,13) mmol/dl. Sedangkan kelompok plasebo adalah 13,90 (SD 0,64) tahun; 1,56 (SD 0,08) m; 46,55 (SD 6,33) kg; 19,03 (SD 1,63) kg/m2; 133,35 (SD 14,05) x/menit; 14,53 (SD 1,12) g/dl dan 6,03(SD 1,19) mmol/l.
Tabel 3. Karakteristik sampel pada kelompok air beroksigen dan plasebo
Karakteristik Air Beroksigen Plasebo Usia, tahun (SD) 14,15 (0,75) 13,90 (0,64) Gula darah, mmol/l (SD)
19,05 (1,57)
latihan fisik pada kelompok air beroksigen
Air Beroksigen Kadar
Sebelum Sesudah p
pH (SD) 7,358 (0,027) 7,360 (0,026) 0,697
Sebelum Sesudah p
pH (SD) 7,356 (0,025) 7,360 (0,022) 0,528 kelompok tidak berbeda bermakna (p>0.05) (tabel 6).
Tabel 6. Perbedaan perubahan pH, PCO2, HCO3- dan TCO2 sebelum
beroksigen 7,00% sedangkan plasebo 2,79%. Nilai saturasi O2 sebelum-sesudah latihan fisik kelompok air beroksigen dibandingkan dengan plasebo adalah 57,11-64,11% dibanding 55,47-58,26% (p<0,05) (tabel 7).
Tabel. 7. Saturasi O2 sebelum dan sesudah latihan fisik
Kadar O2 Air Beroksigen Plasebo p
Pada latihan fisik berat, otot melakukan metabolisme anaerob dan terbentuk asam laktat.11 Latihan fisik dalam studi ini merupakan latihan fisik berat berdasarkan klasifikasi Christensen (120-150 kali per menit)3 yaitu denyut jantung rerata saat puncak latihan fisik 133 x/menit dan 139 x/menit. Untuk menilai metabolisme otot yang terjadi pada studi ini seharusnya dilakukan pemeriksaan laktat. Kadar laktat normal < 2 mmol/l. Kadar 2 – 4 mmol/l tidak menyebabkan kelainan secara klinis dan diagnostik asidosis laktat jika memiliki kadar > 5 mmol/l.22 Latihan fisik submaksimal yang berat pada individu sehat tidak terjadi perubahan atau sedikit kenaikkan PaO2 sebagai hasil bertambahnya aliran darah pulmonal dan lebih baiknya ventilasi dan perfusi tanpa perubahan atau sedikit penurunan PaCO2.30 Pada studi ini ditemukan penurunan kadar serum PCO2 yang bermakna akibat latihan fisik berat.
dengan hemoglobin dan HCO3- dikeluarkan ke dalam plasma.17 Sistem dapar terjadi pada latihan fisik dilakukan pertama kali oleh hemoglobin lalu bikarbonat kemudian jika terjadi perubahan pH sistem dapar dilakukan oleh paru-paru dan ginjal. Paru-paru mengeluarkan CO2 dan ginjal mengeluarkan HCO3-.1 Pada studi ini terjadi penurunan kadar HCO3-, hal ini terjadi karena sistem dapar hemoglobin dan bikarbonat serta kompensasi ginjal untuk mengeluarkan HCO3- dari plasma karena kadar CO2 yang tinggi akibat latihan fisik. Sehingga kadar pH tidak mengalami perubahan yang bermakna.
Penurunan kadar PCO2 dan TCO2 setelah latihan fisik pada studi ini terjadi karena kompensasi paru-paru untuk membuang CO2 dan O2 masuk ke dalam darah. Pertukaran CO2 dan O2 antara paru-paru dan darah terjadi karena proses ventilasi dan difusi. Paru-paru melakukan inspirasi menjadi cepat dan dalam, sehingga terjadi pertukaran gas di dalam paru-paru. Oksigen berdifusi keluar dari gas di dalam alveolus ke dalam aliran darah dan CO2 berdifusi ke dalam alveolus dari darah. Dalam keadaan seimbang, udara inspirasi bercampur dengan gas alveolus, yang menggantikan O2 yang telah memasuki darah dan mengencerkan CO2 yang telah memasuki alveolus kemudian diekskresikan.16,17
Penelitian sebelumnya oleh Ducan (1997) mendapatkan bahwa seorang olahragawan memiliki VO2 maksimal > 47 ml/kg/menit dan latihan fisik lebih dari 28 detik dengan nilai saturasi O2 yang lebih tinggi akibat minuman air beroksigen.dikutip dari 31 Jenkins dkk (2002) melakukan penelitian secara acak tersamar ganda terhadap
tersamar ganda terhadap 6 sampel dan setiap sampel minum 15 menit sebelum latihan fisik selama seminggu. Pemberian minuman beroksigen tidak menyebabkan perubahan frekuensi jantung, tekanan darah, laktat dan saturasi O2.31
Pada studi ini terdapat peningkatan saturasi O2 dan penurunan kadar serum PCO2, HCO3- dan TCO2 yang tidak bermakna akibat pemberian minuman beroksigen sebelum latihan fisik. Akan tetapi peningkatan saturasi O2 dan penurunan kadar serum PCO2, HCO3- dan TCO2 kelompok air beroksigen lebih besar dari kelompok plasebo. Saturasi O2 pada kelompok air beroksigen lebih tinggi 4,2% dari kelompok plasebo yaitu air beroksigen 7,0% sedangkan plasebo 2,8%; kadar serum PCO2 pada kelompok air beroksigen turun 2,96 mmHg dibanding 2,71 mmHg kelompok plasebo; kadar serum HCO3- pada kelompok air beroksigen turun 1,58 mmol/l dibanding 1,30 mmol/l kelompok plasebo; kadar serum TCO2 pada kelompok air beroksigen turun 2,05 mmol/l dibanding 1,25 mmol/l kelompok plasebo. Hal ini terjadi mungkin karena sampel pada penelitian ini hanya sehari mendapat minuman beroksigen sebelum latihan fisik. Sedangkan pada penelitian sebelumnya minum air beroksigen selama beberapa hari. Adanya perbedaan waktu pemberian minumam dan jumlah sampel yang sedikit juga dapat mempengaruhi hasil pengukuran secara statistik, sehingga diperlukan studi lebih lanjut tentang lama dan waktu pemberian minuman serta jumlah sampel yang lebih besar.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Latihan fisik dengan treadmill selama 10 menit dapat menyebabkan penurunan kadar serum PCO2, HCO3- dan TCO2. Minuman beroksigen tidak memberikan efek penurunan kadar serum pH, PCO2, HCO3- dan TCO2.
5.2. Saran
Berdasarkan hasil penelitian yang telah kami lakukan disarankan untuk:
1. Melakukan olahraga agar metabolisme dan proses pembuangan karbon dioksida meningkat di dalam darah.
DAFTAR PUSTAKA
1. Casiday R, Frey R. Blood, sweat and buffer: pH regulation during exercise. Department of Chemistry, Washington University. St. Louis, 2001. Diunduh dari URL: http://www.chemistry.wustl.edu
2. Committee on Sports Medicine and Fitness. Assesing physical activity and fitness in the office setting. Pediatrics 1994;93:686-8.
3. Chaudhuri SK. Physiology of exercise. Dalam: Chaudhuri SK, penyunting. Concise medical physiology. Edisi ke-4. Calcutta: New Central Book Agency (P) LTD, 2002.h.404-11.
4. Guyton AC, Hall JE. Sports physiology. Dalam: Guyton AC, Hall JE, penyunting. Textbook of medical physiology. Edisi ke–9. Philadelphia: Saunders, 1996.h.1059-68.
5. Geers C, Gros G. Carbon dioxide transport and carbonic anhydrase in blood and muscle. Physiol Rev 2000;80:681-707.
6. Mihardja L. Sistem energi dan zat gizi yang diperlukan pada olahraga aerobik dan anaerobik. Majalah GizMindo 2004;3(9):9-13.
7. Jenkins A, Moreland M, Waddell TB, Fernhall B. Effect of oxygenized water on percent oxygen saturation and performance during exercise. Med Sci Sport Exerc 2002 (abstrak);33(5):S167.
8. Drakhshan N. History of oxygen therapies. Disertasi. German: The Heinrich Heine Universität Düsseldorf, 1995.
10. Wasserman K. Diagnosing cardiovascular and lung pathophysiology from exercise gas exchange. Chest 1997;112:1091-101.
11. Sherwood L. The respiratory system. Dalam: Sherwood L, penyunting. Human physiology from cells to systems. South Melbourne: Thomson Learning Inc., 2004.h.459-505.
12. Hebestreit H, Kriemler S, Hughson RL, Bar-Or O. Kinetics of oxygen uptake at the onset of exercise in boys and men. J Appl Physiol 1998;85(5):1833–41. 13. Williams CA, Carter H, Jones AM, Doust JH. Oxygen uptake kinetics during
treadmill running in boys and men. J Appl Physiol 2001;90:1700–6.
14. Armstrong N, Kirby BJ, McManus AM, Welsman JR. Prepubescents’ ventilatory responses to exercise with reference to sex and body size. Chest 1997;112:1554-60.
15. Wilson LM. Fungsi pernapasan normal. Dalam: Wijaya C, penyunting. Anugrah P, alih bahasa. Patofisiologi konsep klinis proses-proses penyakit. Edisi 4. New York: EGC, 1992.h.645-60.
16. Ganong WF. Gas transport between the lungs & the tissues. Dalam: Ganong WF, penyunting. Rev of medical physiology. Edisi ke-15. New York: Prentice-Hall International Inc., 1991.h.616-22.
17. Powers SK, Howley ET. Respiration during exercise. Dalam: Powers SK, Howley ET, penyunting. Exercise physiology. Boston: McGaw Hill, 1996.h.177-99.
19. Greenbaum LA. Pathophysiology of body fluids and fluid therapy. Dalam: Behrman RE, Kliegman RM, Jenson HB, penyunting. Nelson textbook of pediatrics. Edisi ke-17. Philadelphia: Saunders, 2004.h.224.
20. Goldberg S. Electrolytes and acid-base metabolism. Dalam: Goldberg S, penyunting. Clinical physiology made ridiculously simple. Miami: McGaw Hill, 2000.h.22-33.
21. Ehrmeyer SS, Laessig RH, Ancy JJ. Blood gases, pH, and buffer systems. Dalam: Bishop ML, Fody EP, Schoeff L, penyunting. Clinical chemistry principles, procedures, correlations. Edisi ke-5. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2005.h.343-61.
22. McNamara J, Worthley LIG. Acid-base balance: Part II. Pathophysiology. Crit Care Resusc 2001;3:188-201.
23. Malley WJ. Blood gas classification. Dalam: Malley WJ, penyunting. Clinical blood gases assessment and intervention. Edisi ke-2. St. Louis: Saunders, 1990.h.35-50.
24. Malley WJ. Accuracy check and metabolic acid-base indices. Dalam: Malley WJ, penyunting. Clinical blood gases assessment and intervention. Edisi ke-2. St. Louis: Saunders, 1990.h.114-25.
25. Latief A. Gangguan keseimbangan asam basa. Dalam: Trihono PP, Purnawati S dan Syarif DR, penyunting. Hot topics in pediatrics II. Naskah lengkap pendidikan kedokteran berkelanjutan ilmu kesehatan anak FKUI XLV. FKUI; 2002 18-19 Februari; Jakarta: Balai Penerbit FKUI, 2002.
27. Proboprastowo SM, Tjajradidjaja FA. Komposisi cairan rehidrasi pada olahraga. Majalah GizMindo 2004;3(9):9-13.
28. Rotikan TTM. Pentingnya pemberian cairan dan pencegahan dehidrasi pada olahragawan. Majalah GizMindo 2004;3(9):22.
29. Singh R. Keseimbangan cecair badan semasa senaman dalam keadaan berhaba. M J Med Sci 2003;10(2):4-19.
30. Prendergast TJ, Ruoss SJ. Pulmonary disease. Dalam: McPhee SJ, Ganong W, penyunting. Pathophysiology of disease. Edisi ke-5. New York: Mc Graw Hill, 2006.h.234.
31. Willmert N, Porcari JP, Foster C, Doberstein S, Brice G. The effects of oxygenated water on exercise physiology during incremental exercise and recovery. J Exerc Physiol 2002;5(4):16-21.
Lampiran 1
SURAT PERNYATAAN KESEDIAAN
Dengan ini saya / orang tua dari :
Nama : ... Jenis kelamin : LK / PR
Umur : ...Tahun ...Bulan Alamat : ...
Setelah mempelajari dan mendapat penjelasan yang sejelas-jelasnya mengenai penelitian dengan judul Perubahan pH, PCO2, HCO3-, dan Tco2 akibat
pemberian minuman beroksigen pada latihan fisik. Setelah mengetahui dan menyadari sepenuhnya resiko yang mungkin terjadi, dengan ini saya menyatakan bahwa saya mengijinkan dengan rela saya / anak saya menjadi subyek penelitian tersebut dengan catatan sewaktu-waktu bisa mengundurkan diri apabila merasa tidak mampu untuk mengikuti penelitian ini.
Demikian pernyataan ini diperbuat dengan sebenarnya dengan penuh kesadaran dan tanpa paksaan dari siapapun juga.
Medan, ...2005 Yang membuat pernyataan
(...) Saksi :
Kepala Sekolah Peneliti
Lampiran 2
Tanggal : No :
LEMBAR FORMAT PENELITIAN
PERUBAHAN pH, PCO2, HCO3-, DAN TCO2 AKIBAT PEMBERIAN
MINUMAN BEROKSIGEN PADA LATIHAN FISIK
I. Identifikasi sampel
1. Nama :
2. Jenis kelamin : laki-laki / perempuan*
3. Usia :
4. Nama ayah :
5. Nama ibu :
Ii. Data penelitian
1. Berat badan : kg
RINGKASAN
Latihan fisik dapat meningkatkan frekuensi jantung, tekanan darah dan curah jantung. Aliran darah meningkat ke jantung, otot dan kulit, sehingga menyebabkan aktifnya metabolisme dan menghasilkan CO2 dan H+ di dalam otot. Latihan fisik berat, hampir semua cadangan O2 digunakan untuk metabolisme aerobik. Setelah latihan fisik, cadangan O2 harus dicukupi kembali melalui pernafasan tambahan dengan jumlah di atas kebutuhan normal. Salah satu upaya untuk meningkatkan kadar O2 di dalam tubuh adalah dengan minum air beroksigen.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui perubahan kadar serum pH, pCO2, HCO3-, dan TCO2 akibat latihan fisik dan minuman beroksigen.
Anak laki-laki SLTP dengan BMI antara 16 – 20 (n=40) yang telah diacak secara sederhana untuk mendapatkan air beroksigen dan plasebo sebanyak 400 cc. Air beroksigen atau plasebo diminum 30 menit sebelum latihan fisik, dengan lama latihan 10 menit. Sampel darah vena diambil sebelum anak minum air beroksigen dan plasebo dan sesudah latihan fisik.
SUMMARY
When exercise, our heart rate, systolic blood pressure, and cardiac output (the amount of blood pumped per heart beat) all increase. Blood flow to the heart, the muscles, and the skin increase. The body's metabolism becomes more active, producing CO2 and H+ in the muscles. In heavy exercise, almost all this stored oxygen is used for aerobic metabolism. Then, after the exercise is over, this stored oxygen must be replenished by breathing extra amounts oxygen over and above the normal requirements. Oxygenated water was been drank for increase level of oxygen in the blood.
The aim of this study was to investigate the differentiation level of pH, PCO2, HCO3-, and TCO2 due to exercise and drinking oxygenated water.
The junior high school with the Body Mass Index between 16-20 (n=40). We randomly divided in 2 groups; 20 boys got oxygenated water and 20 boys got plain water. 0xygenated water and plain water were given in each group 30 minutes before exercise for 10 minutes. The venous blood sample was collected from the children before given the solution and after drinking and exercise.
RIWAYAT HIDUP
Nama lengkap : Catharina Dian Wahju Utami Tempat / Tanggal lahir : Jakarta / 12 Februari 1972
Alamat : Jl. Kapas Raya no.61 Perumnas Simalingkar Medan Nama suami : drs. Aderson Situngkir, MSi
Nama anak : Stefanus Wiratmo Partogi Silalahi Adrianus Aryodamar Humisar Silalahi Anasthasya Lumongga Pramesthy Silalahi
Pendidikan
1. TK Santo Markus Jakarta, Tamat tahun 1979. 2. SD Santo Markus Jakarta, Tamat tahun 1985. 3. SMP Santo Markus Jakarta, Tamat tahun 1988. 4. SMA Negeri 14 Jakarta, Tamat tahun 1991. 5. FK-UI Jakarta, Tamat tahun 1997.
Riwayat pekerjaan :
1. Dokter honor di Poliklinik Mahasiswa Universitas Indonesia, tahun 1997-1999.
2. Dokter PTT di Puskesmas Borobudur Kabupaten Magelang Jawa Tengah, tahun 1999–2002.
Pendidikan Spesialis :
1. Adaptasi di BIKA FK-USU : 01-12-2003 s/d 31-12-2003 2. Pendidikan Tahap I : 01-01-2004 s/d 31-12-2004 3. Pendidikan Tahap II : 01-01-2005 s/d 31-12-2005 4. Pendidikan Tahap III : 01-01-2006 s/d 31-12-2007 5. Penelitian : Maret 2005
