FISIOLOGIS OLAHRAGA FISIOLOGIS OLAHRAGA
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
Konsep Kesehatan Olahraga dan Faal Olahraga : Konsep Kesehatan Olahraga dan Faal Olahraga : •
• Pemahaman mengenai faal olahraga merupakan hal yang sangat penting bagiPemahaman mengenai faal olahraga merupakan hal yang sangat penting bagi guru olahraga, coach, trainer dan
guru olahraga, coach, trainer dan instruktur Fitnessinstruktur Fitness •
• Kesehatan Olahraga merupakan istilah yang berhubungan erat dengan semuaKesehatan Olahraga merupakan istilah yang berhubungan erat dengan semua aspek ilmu keolahragaan dan latihan
aspek ilmu keolahragaan dan latihan •
• Berdasarkan hasil penelitian terbaru serta makin meningkatnya minat terhadapBerdasarkan hasil penelitian terbaru serta makin meningkatnya minat terhadap kesegaran jasmani dan kesejahteraan secara umum (Wellness), saat ini para kesegaran jasmani dan kesejahteraan secara umum (Wellness), saat ini para ahli dihadapkan pada tantangan yang makin kuat untuk terus mempelajari ahli dihadapkan pada tantangan yang makin kuat untuk terus mempelajari sekaligus untuk memperoleh kesempatan untuk
sekaligus untuk memperoleh kesempatan untuk peningkatan karirnya.peningkatan karirnya. •
• Faal olahraga merupakan aspek kesehatan olahraga yang mengkaji bagaimanaFaal olahraga merupakan aspek kesehatan olahraga yang mengkaji bagaimana se
secacara ra fufunngsgsioionanal l ttububuuh h mmeererespsponons s ddan an mmenenggatatur ur sesertrta a mmeelalakukukkanan penyesuaian terhadap latihan.
penyesuaian terhadap latihan. •
• KesehKesehatan Olahratan Olahraga merupaga merupakan akan berbaberbagai macam aspek yang terlgai macam aspek yang terlibat dalamibat dalam ilmu keolahragaan dan latihan. Contohnya :
ilmu keolahragaan dan latihan. Contohnya : kedokteran olahraga, biomekanik,kedokteran olahraga, biomekanik, kedokteran klinis, pertumbuhan dan perkembangan, psikologi dan sosiologi, kedokteran klinis, pertumbuhan dan perkembangan, psikologi dan sosiologi, giz
gizi, i, konkontrotrol l motmotoriorik k dan dan fisfisioliologiogi, , seksekaraarang ng ini ini fisfisioliologi ogi diadiartirtikan kan samsamaa dengan faal latihan atau faal dari latihan.
dengan faal latihan atau faal dari latihan. •
• Neuromuskuler. Semua gerakan tergantung dari konstruksi perototan, tingkat Neuromuskuler. Semua gerakan tergantung dari konstruksi perototan, tingkat kinerja dapat ditingkatkan apabila guru dan pelatih lebih banyak memahami kinerja dapat ditingkatkan apabila guru dan pelatih lebih banyak memahami str
serabut otot, bahan bakar yang dipakai dan bagaimana satu aktivitas menjadi serabut otot, bahan bakar yang dipakai dan bagaimana satu aktivitas menjadi cepat lelah maupun yang berhubungan dengan kontrol saraf terhadap gerakan cepat lelah maupun yang berhubungan dengan kontrol saraf terhadap gerakan otot yaitu fungsi syaraf dalam merekrut satuan motorik. Selain itu merupakan otot yaitu fungsi syaraf dalam merekrut satuan motorik. Selain itu merupakan as
aspepek k yayang ng dadapapat t memembmbanantu tu guguru ru dadan n pepelalatitih h ununtutuk k memengngetetahahui ui dadann me
memamahahami mi dedengngan an lelebibih h babaik ik apapa a yayang ng didimamaksksud ud dedengngan an prprososes es dadasasar r ne
neururomomususkukuleler r yayang ng teterlrlibibat at sesepepertrti i hahalnlnya ya babagagaimimanana a memempmpererbabaikikii keterampilan motorik.
keterampilan motorik. SUMBER ENERSI
SUMBER ENERSI •
• Seluruh enersi yang dipakai dalam dunia biologis padaSeluruh enersi yang dipakai dalam dunia biologis pada dasarnya bersumber dari matahari
dasarnya bersumber dari matahari •
• Sumber enersi yang dapat dengan segera digunakanSumber enersi yang dapat dengan segera digunakan unt
untuk uk setsetiap iap aktaktiviivitas tas manmanusiusia a sepseperterti i padpada a sissistemtem b
bioiolologigis s dadatatang ng dadari ri pepememecacahahan n sesenynyawawa a kikimimiaa tunggal
tunggal →→ATP ATP (Adenosine (Adenosine Triphospate)Triphospate) •
• MetMetaboabolislisme me proprodukduksi si ATP ATP otootot t dan dan sel sel berberasaasal l dardari i pempembebbebasaasan n eneenersirsi me
melalalului i pepememecacahahan n zazat t mamakakananan n dadan n sesenynyawawa a lalain in yayang ng memelilibabatktkanan serangkaian reaksi kimia Anaerobik maupun Aerobik.
serangkaian reaksi kimia Anaerobik maupun Aerobik. •
• Untuk otot yang bekerja, maka Untuk otot yang bekerja, maka sistem energinya tergantung dari intensitas dansistem energinya tergantung dari intensitas dan jangka waktu yang digunakan dalam
jangka waktu yang digunakan dalam kegiatan yang dilakukan.kegiatan yang dilakukan. Se
Semumua a akaktitivivitatas s mamanunusisia a beberprpususat at kekepapada da kekesasangnggugupapannnnya ya dadalalamm menyediakan energi yang harus dapat disediakan secara terus menerus. Tanpa menyediakan energi yang harus dapat disediakan secara terus menerus. Tanpa penyediaan energi yang terus menerus, sel, termasuk otot akan berhenti berfungsi penyediaan energi yang terus menerus, sel, termasuk otot akan berhenti berfungsi dan mati. Energi disediakan melalui penguraian/metabolisme terhadap dua zat dan mati. Energi disediakan melalui penguraian/metabolisme terhadap dua zat makanan utama yaitu karbohidrat dan lemak. Karbohidrat dimetabolis melalui makanan utama yaitu karbohidrat dan lemak. Karbohidrat dimetabolis melalui
glikolisis dan
glikolisis dan Siklus Kreb.Siklus Kreb. Lemak juga dimetabolis melalui Siklus Kreb tetapiLemak juga dimetabolis melalui Siklus Kreb tetapi diawali dengan proses sebelumnya yang disebut dengan
diawali dengan proses sebelumnya yang disebut dengan Oksidasi Beta.Oksidasi Beta.
Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, produksi energi merupakan Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya, produksi energi merupakan akt
aktiviivitas tas yanyang g tidtidak ak bolboleh eh berberhenhenti ti yanyang g dapdapat at dipdiprosroses es melmelalualui i AerAerobiobik k dandan Anaerobik. Tujuan bab ini adalah mempelajari konsep energi secara umum dan Anaerobik. Tujuan bab ini adalah mempelajari konsep energi secara umum dan secara khusus mempelajari sumber energi yang disediakan untuk manusia selama secara khusus mempelajari sumber energi yang disediakan untuk manusia selama istirahat maupun dalam latihan jasmani.
istirahat maupun dalam latihan jasmani.
Definisi Energi Definisi Energi
Sebe
Sebelum lum kita kita lanjlanjutkautkan n dengadengan n sumbesumber-sumr-sumber ber enerenergi, gi, terlterlebih ebih dahudahululu aka
akan n kitkita a jeljelaskaskan an apa apa yanyang g disdisebuebut t dendengan gan eneenergirgi. . UmuUmumnymnya a kitkita a memmemiliilikiki p
penengegertrtiaian n yayang ng hahampmpir ir sasama ma dedengngan an sisifafat t sesertrta a kakararaktktererisistitik k enenerergigi. . AdAdaa be
beberberapa apa ististilailah h ataatau u katkata-ka-kata ata sepseperterti i gaygaya, a, powpower, er, kekkekuatuatan, an, usausaha ha kerkeras,as, gerakan, kehidupan bahkan semangat, paling tidak sudah dapat menggambarkan gerakan, kehidupan bahkan semangat, paling tidak sudah dapat menggambarkan inti dari apa yang disebut sebagai energi. Istilah-istilah ini, bagaimanapun juga inti dari apa yang disebut sebagai energi. Istilah-istilah ini, bagaimanapun juga belum memberikan pengertian yang memuaskan apa sebenarnya energi. Secara belum memberikan pengertian yang memuaskan apa sebenarnya energi. Secara
keilmuan energi diartikan sebagai “kapasitas untuk
keilmuan energi diartikan sebagai “kapasitas untuk melakukan kerja”. Kerja dapatmelakukan kerja”. Kerja dapat dia
diartirtikan kan sebsebagaagai i aplaplikaikasi si satsatu u gaygaya a padpada a jarjarak ak tertertententu. tu. JadJadi i eneenergi rgi dan dan kerkerjaja merupakan dua kata yang tidak dapat dipisahkan satu sama lain.
merupakan dua kata yang tidak dapat dipisahkan satu sama lain.
Secara umum ada 6 bentuk energi yaitu; (1) Kimi, (2) mekanik, (3) panas, Secara umum ada 6 bentuk energi yaitu; (1) Kimi, (2) mekanik, (3) panas, (4
(4) ) sisinanar, r, (5(5) ) elelekektrtrik ik dadan n (6(6) ) nunuklklirir. . MaMasisingng-m-masasining g enenerergi gi tetersrsebebut ut dadapapatt dikonversi dari satu bentuk ke bentuk yang lain.
dikonversi dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Transformasi energi Transformasi energi ini telahini telah menjadi satu hal yang sangat menarik dan menjadi satu kajian yang tidak pernah menjadi satu hal yang sangat menarik dan menjadi satu kajian yang tidak pernah be
ketertarikan kita terhadap energi adalah pada transformasi energi kimia ke energi ketertarikan kita terhadap energi adalah pada transformasi energi kimia ke energi me
mekankanik. ik. EneEnergi rgi mekmekanianik k dimdimanianifesfestastasikaikan n daldalam am gergerakaakan n manmanusiusia, a, susumbember r energinya adalah dating dari konversi bahan makanan menjadi energi kimiawi di energinya adalah dating dari konversi bahan makanan menjadi energi kimiawi di dalam tubuh manusia.
dalam tubuh manusia.
Siklus Energi Biologis Siklus Energi Biologis
Matahari merupakan sumber segala energi yang ada pada bumi, energi Matahari merupakan sumber segala energi yang ada pada bumi, energi ma
matatahahari ri inini i mumuncncul ul kakarerena na adadananya ya enenerergi gi nunuklklirir. . SeSejujumlmlah ah enenerergi gi nunuklklir ir mencapai bumi sebagai sinar matahari atau energi sinar. Berjuta-juta tanaman mencapai bumi sebagai sinar matahari atau energi sinar. Berjuta-juta tanaman hijau yang ada di bumi menyimpan sebagian dari energi sinar matahari dalam hijau yang ada di bumi menyimpan sebagian dari energi sinar matahari dalam be
bentuntuk k eneenergi rgi kimkimiawiawi. i. SelSelanjanjutnutnya ya eneenergi rgi ini ini akaakan n digdigunaunakan kan tantanamaaman n hijhijauau untuk membuat molekul makanannya seperti glukosa,
untuk membuat molekul makanannya seperti glukosa, selulosa, protein dan lemak selulosa, protein dan lemak yang terbentuk dari karbondioksida (CO
yang terbentuk dari karbondioksida (CO22) dan air (H) dan air (H22O). Proses dimana tanamanO). Proses dimana tanaman hij
hijau au memmembenbentuk tuk mamakankanannannya ya sensendirdiri i yanyang g disdisebuebut t dendengangan photosynthesis photosynthesis.. Sebagai manusia, kita tidak dapat melakukan seperti halnya pada tanaman, kita Sebagai manusia, kita tidak dapat melakukan seperti halnya pada tanaman, kita har
harus us mamakan kan tantanamaaman n dan dan binbinataatang ng lailainnynnya a untuntuk uk menmensupsuplai lai makmakanaanan. n. OleOlehh se
sebabab b ititu, u, mamanunusisia a sasangngat at tetergrganantutung ng kekepapada da kekehihidudupapan n tatananamaman n dadan n papadada ak
akhihirnrnya ya keketetergrganantutungngan an umumat at mamanunusisia a kekepapada da mamatatahahari ri ununtutuk k memememenunuhihi kebutuhan energi kita.
kebutuhan energi kita.
Dengan kehadiran O
Dengan kehadiran O22, makanan akan dipecah menjadi CO, makanan akan dipecah menjadi CO22dan Hdan H22O yangO yang sek
sekalialigus gus melmelepaepaskaskan n eneenergi rgi kimkimia ia melmelalualui i proproses ses metmetaboabolislisme me yanyang g disdisebuebutt dengan
dengan respirasi respirasi . Tujuan utama metabolisme respirasi ini adalah untuk mensuplai. Tujuan utama metabolisme respirasi ini adalah untuk mensuplai energi yang kita butuhkan dalam mempertahankan proses biologis seperti kerja energi yang kita butuhkan dalam mempertahankan proses biologis seperti kerja
kimiawi
kimiawi untuk pertumuntuk pertumbuhan dan juga kebuhan dan juga kerja mekanik seperja mekanik seperti untuk kontrarti untuk kontraksi otot.ksi otot. Secara keseluruhan proses ini disebut dengan
Secara keseluruhan proses ini disebut dengan Siklus Energi Biologis. Siklus Energi Biologis.
Adenosine Triphosphate – ATP Adenosine Triphosphate – ATP
Bagaimana energi ini digunakan untuk kerja fisiologis khususnya kerja Bagaimana energi ini digunakan untuk kerja fisiologis khususnya kerja mekanik seperti pada kontraksi otot. Energi yang dilepaskan saat pemecahan zat mekanik seperti pada kontraksi otot. Energi yang dilepaskan saat pemecahan zat makanan tidak dapat langsung digunakan untuk melakukan kegiatan. Namun akan makanan tidak dapat langsung digunakan untuk melakukan kegiatan. Namun akan di
diububah ah teterlrlebebih ih dadahuhulu lu memenjnjadadi i sasatu tu ikikatatan an kikimimiawawi i yayang ng didisesebubut t dedengnganan Adenosine Triphosphate
Adenosine Triphosphate atau ATP yang disimpan di dalam otot. Apabila ATP iniatau ATP yang disimpan di dalam otot. Apabila ATP ini Ga
Gambmbar ar 1. 1. SiSikluklus s EneEnergi rgi BiBioloologisgis. . EnEnerergi gi sisinanar r mamatatahahari ri didigugunanakakan n ololeheh tanaman untuk membuat melokul makanannya dari CO
tanaman untuk membuat melokul makanannya dari CO22 dan Hdan H22O yang sekaligusO yang sekaligus meng
mengeluareluarkan kan OO22. . TumTumbuhbuhan an dan dan binbinataatang ng tertermamasuk suk mamanusnusia ia menmengguggunaknakanan oksigen untuk memecahkan makanan untuk menyediakan energi yang dibutuhkan oksigen untuk memecahkan makanan untuk menyediakan energi yang dibutuhkan
MANUSIA DAN MANUSIA DAN BINATANG BINATANG Makanan Makanan (Karbohidrat, (Karbohidrat, Lemak Dan Lemak Dan Protein) Protein) Energi Yang Energi Yang Dipakai Dipakai CO CO 2 2 H H22OO OKSIG OKSIG EN (O EN (O22)) TUMBUHA TUMBUHA N HIJAU N HIJAU
dipecahkan, maka energinya baru dapat kita gunakan untuk setiap aktivitas fisik dipecahkan, maka energinya baru dapat kita gunakan untuk setiap aktivitas fisik yang dilakukan.
yang dilakukan.
Struktur ATP terdiri dari satu komponen yang sangat komplek disebut Struktur ATP terdiri dari satu komponen yang sangat komplek disebut Adenosine dan tiga bagian yang kurang komplekrumit disebut dengan kelompok Adenosine dan tiga bagian yang kurang komplekrumit disebut dengan kelompok phosphate.Yang menjadi focus perhatian kita adalah pentingnya ikatan kimiawi phosphate.Yang menjadi focus perhatian kita adalah pentingnya ikatan kimiawi yang berada pada kelompok phosphatenya. Pada gambar berikut menggambarkan yang berada pada kelompok phosphatenya. Pada gambar berikut menggambarkan struktur ATP dimaksud
struktur ATP dimaksud
\\
Dalam tubuh manusia, makanan berenergi digunakan untuk membentuk Dalam tubuh manusia, makanan berenergi digunakan untuk membentuk Ade
Adenosnosin in TriTriphophosphsphate ate (AT(ATP). P). ATP ATP mermerupaupakan kan ikaikatan tan kimkimiawiawi i yanyang g apaapabilbilaa dipecah ia dapat melepaskan energi yang dapat digunakan untuk kontraksi otot dipecah ia dapat melepaskan energi yang dapat digunakan untuk kontraksi otot dan pr
dan proses boses biologiologis laiis lainnyannya. . EnerEnergi yangi yang dihag dihasilkasilkan sewan sewaktu pemktu pemecahaecahan ATPn ATP disebut dengan
disebut dengan sumber energi segera sumber energi segera yang dapat langsung digunakan sel ototyang dapat langsung digunakan sel otot untuk melakukan kegiatannya
untuk melakukan kegiatannya Sumber ATP
Sumber ATP ADENOSINE
ADENOSINE PP PP PP Ikatan Phosphate berenergi tinggi Ikatan Phosphate berenergi tinggi
ATP
ATP ADPADP
ADENOSINE ADENOSINE PP PP PP + + PiPi Energi Energi A A BB Gam
Gambar 2bar 2. . A. SA. Strutruktuktur ATP r ATP secasecara sra sedeederharhana yana yang mng menuenunjunjukkakkan ikan ikatantan phosphate berenergi tinggi. B pemecahan ATP menjadi ADP serta phosphate phosphate berenergi tinggi. B pemecahan ATP menjadi ADP serta phosphate in
inororgaganinic c (P(Pi)i), , ssssekekalaligigus us didilelepapaskskanannynya a enenerergi gi yayang ng dadapapat t didigugunanakakan.n. Pemecahan 1 mol ATP akan menghasilkan 7 sampai 12 kilokalori energi
Karena hidrolisis ATP mampu melepaskan energi untuk kontraksi otot, Karena hidrolisis ATP mampu melepaskan energi untuk kontraksi otot, maka muncul pertanyaan “Sampai sejauh pentingnya suplai ikatan kimia ini untuk maka muncul pertanyaan “Sampai sejauh pentingnya suplai ikatan kimia ini untuk setiap sel otot?”.
setiap sel otot?”. Pertama Pertama harus difahami bahwa setiap saat otot bekerja hanyaharus difahami bahwa setiap saat otot bekerja hanya disediakan oleh
disediakan oleh jumlah ATP yang sangat tejumlah ATP yang sangat terbatas dan ATP secara teru dirbatas dan ATP secara teru digunakangunakan dan diregenerasi kembali. Regenerasi ATP membutuhkan energi. Ada tiga jalur dan diregenerasi kembali. Regenerasi ATP membutuhkan energi. Ada tiga jalur proses pembebasan energi untuk menghasilkan ATP: (1) Sistem ATP-PC atau proses pembebasan energi untuk menghasilkan ATP: (1) Sistem ATP-PC atau Sistem Oksigen. Dalam sistem ini, energi untuk meresintesis ATP muncul dari Sistem Oksigen. Dalam sistem ini, energi untuk meresintesis ATP muncul dari hanya satu ikatan kimia yaitu
hanya satu ikatan kimia yaitu Phosphocreatine (PC). Phosphocreatine (PC). (2) Glikolisis Anaerobik (2) Glikolisis Anaerobik atau Sistem Asam Laktat, dapat menyediakan ATP dari pemecahan glukosa atau atau Sistem Asam Laktat, dapat menyediakan ATP dari pemecahan glukosa atau gl
glikikogogen en sesecacara ra titidadak k sesempmpururnana. . (3(3) ) SiSiststem em keketitiga ga didisesebubut t dedengngan an SiSiststemem Oksig
Oksigen. Sistem en. Sistem ini ini memimemiliki dua liki dua bagibagian; an; BagiBagian an A A melimeliputi puti penypenyempuempurnaanrnaan oksid
oksidasi karboasi karbohidrahidrat dan bagian B t dan bagian B melimeliputi oksiaputi oksiasi asam lemasi asam lemak.k. Kedua Kedua bagianbagian tersebut akan berakhir ke dalam satu proses yang disebut
tersebut akan berakhir ke dalam satu proses yang disebut Siklus Kreb.Siklus Kreb. KarenaKarena beberapa jenis protein dapat juga diproses melalui siklus ini, maka istilah yang beberapa jenis protein dapat juga diproses melalui siklus ini, maka istilah yang
lebih tepat adalah
lebih tepat adalah Jalur akhir metabolisme ATP. Jalur akhir metabolisme ATP.
Makanan Makanan PC PC Energi Energi ADP ADP + + PiPi +
+ Bahan Bahan LimbahLimbah
E
Enneerrggii ++ AATTPP
Gambar 3. Prinsip reaksi berpasangan. Energi dibebaskan dari pemecahan Gambar 3. Prinsip reaksi berpasangan. Energi dibebaskan dari pemecahan mak
makanaanan n dan dan phophosphsphocrocreateatine ine yanyang g secsecara ara funfungsigsionaonal l salsaling ing terterkaikait t ataatauu berpasangan untuk energi yang diperlukan untuk meresintesis ATP dari ADP berpasangan untuk energi yang diperlukan untuk meresintesis ATP dari ADP (Adenosine Diphosphate) dan Phosphate Inorganik (Pi)
Ketiga
Ketiga suplaier energi untuk resintesis bekerja dengan cara yang sama.suplaier energi untuk resintesis bekerja dengan cara yang sama. En
Enerergi gi yayang ng didibebebabaskskan an dadari ri pepememecacahahan n babahahan n mamakakananan n dadan n enenerergi gi yayangng dibebaskan melalui pemecahan PC, digunakan untuk membentuk molekul ATP dibebaskan melalui pemecahan PC, digunakan untuk membentuk molekul ATP kembali atau energi digunakan untuk mendorong reaksi sepreti pada gambar 2 kembali atau energi digunakan untuk mendorong reaksi sepreti pada gambar 2 dari kanan ke kiri. Dengan kata lain, energi yang dilepaskan dari pemecahan dari kanan ke kiri. Dengan kata lain, energi yang dilepaskan dari pemecahan makanan dan PC secara fungsional saling terkait satu sama lain atau berpasangan makanan dan PC secara fungsional saling terkait satu sama lain atau berpasangan (coupled)
(coupled) menjadi energi, membutuhkan resintesis ATP dari ADP dan menjadi energi, membutuhkan resintesis ATP dari ADP dan Pi (gambar Pi (gambar 3)
3). . PaPasasangngan an fufungngsisiononal al enenerergi gi dadari ri sasatu tu seseri ri rereakaksi si ke ke seseri ri lalaininnynya a sesecacarara biokimiawi disebut sebagai reaksi berpasangan atau
biokimiawi disebut sebagai reaksi berpasangan atau coupled reactioncoupled reaction sebagaisebagai satu prinsip yang sangat
satu prinsip yang sangat mendasar yang terlibat dalam proses metabolisme ATP.mendasar yang terlibat dalam proses metabolisme ATP. Sumber Anaerobik ATP – Metabolisme
Sumber Anaerobik ATP – Metabolisme Anaerobik Anaerobik
Se
Sebabagagaimimanana a yayang ng susudadah h didisesebubutktkan an sesebebelulumnmnyaya, , adada a dudua a sisiststemem metabolisme yang terlibat dalam resintesis ATP yaitu sistem phosphagen dan metabolisme yang terlibat dalam resintesis ATP yaitu sistem phosphagen dan gl
glikikololisisis is AnAnaeaerorobibik k (S(Sisistetem m AsAsam am LaLaktktatat) ) bebersrsififatat Anaerobik. Anaerobik. Anaerobik Anaerobik diartikan tanpa oksigen, dan oleh karena itu proses metabolisme yang terjadi di diartikan tanpa oksigen, dan oleh karena itu proses metabolisme yang terjadi di dalam tubuh (sel otot) meliputi serangkaian reaksi kimia yang berbeda pula. Jadi dalam tubuh (sel otot) meliputi serangkaian reaksi kimia yang berbeda pula. Jadi me
metabtaboliolisme sme AnaAnaeroerobik bik ataatau u pempembenbentuktukan an ATP ATP secsecara ara AnaAnaeroerobik bik diadiartirtikankan sebagai resintesis ATP melalui serangkaian reaksi kimia yang tidak memerlukan sebagai resintesis ATP melalui serangkaian reaksi kimia yang tidak memerlukan oksigen yang kita hirup.
ATP-PC atau Sistem Phosphagen ATP-PC atau Sistem Phosphagen
Proses sistem Anaerobik ini tidak terlalu rumit, sehingga dapat dibahas Proses sistem Anaerobik ini tidak terlalu rumit, sehingga dapat dibahas terlebih dahulu tetapi bukan berarti tidak penting. Phosphocreatine seperti halnya terlebih dahulu tetapi bukan berarti tidak penting. Phosphocreatine seperti halnya de
dengngan an ATATP, P, tetersrsimimpapan n di di dadalalam m otototot. . KaKarerena na kekeduduananya ya (A(ATP TP dadan n PCPC)) meng
menganduandung ng phospphosphate, maka sechate, maka secara kolektara kolektif disebut dengif disebut dengan phosphaan phosphagen ataugen atau sis
sistem tem phophosphsphageagen. n. PC PC mirmirip ip dendengan gan ATPATP, , apaapabilbila a kelkelompompok ok phophosphsphateatenyanya dipecah maka sejumlah besar energi akan dibebaskan (gambar 4). Hasil akhir dari dipecah maka sejumlah besar energi akan dibebaskan (gambar 4). Hasil akhir dari pemecahan ini adal;ah
pemecahan ini adal;ah creatinecreatine (C) dan(C) dan Phosphate Inorganic Phosphate Inorganic (Pi). Seperti yang(Pi). Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, energi langsung disediakan dan secara biokimia sudah dijelaskan sebelumnya, energi langsung disediakan dan secara biokimia dipasangkan untuk meresintesis ATP.
dipasangkan untuk meresintesis ATP. Gambar 5.
Gambar 5. Struktur kimStruktur kimia Adenosinia Adenosine Triphosphae Triphosphate (ATP)te (ATP)
Ad
Adenenososinine e TrTripiphohospsphahate te (A(ATPTP) ) memerurupapakakan n susumbmber er enenerergi gi ututamama a yayangng terdapat pada makhluk hidup. ATP merupakan bahan bakar untuk hampir terdapat pada makhluk hidup. ATP merupakan bahan bakar untuk hampir semua kegiatan sel termasuk gerakan otot, sintesis protein, pemecahan sel, semua kegiatan sel termasuk gerakan otot, sintesis protein, pemecahan sel, dan
dan tratransnsmismisi i sinsinyal yal syasyarafraf. . GamGambar bar menmenununjukjukkan kan molmolekuekul l ATP ATP dendengangan kelompok 3 fosfat berwarna oranye. Energi kimia ATP disimpan pada ikatan kelompok 3 fosfat berwarna oranye. Energi kimia ATP disimpan pada ikatan fosfat (
fosfat (Microsoft ® Encarta ® Reference Library 2003.Microsoft ® Encarta ® Reference Library 2003. © 1993-2002© 1993-2002 Mi
Micrcrososofoft Cot Corr ororatatioion. An. All rll rii hthts rs reseserervevedd
Ikatan Phosphate Ikatan Phosphate berenergi tinggi berenergi tinggi Creatine Creatine Kinase Kinase B B CREATINE CREATINE PP C C PC PC A A C CRREEAATTIINNEE PP + + PiPi Energi Energi Gam
Gambar bar 4. 4. A A StrukStruktur tur sederhsederhana ana PhosPhosphocrphocreatine (PC) eatine (PC) yang menunjuyang menunjukkankkan adanya ikatan phosphate berenergi tinggi. B Pemecahan PC menjadi Creatine adanya ikatan phosphate berenergi tinggi. B Pemecahan PC menjadi Creatine (C) dan
(C) dan phosphosphate phate inorinorganic sekaliguganic sekaligus s melemelepaskapaskan n energenergi i yang digunakayang digunakann untuk resintesis ATP
Sebagai contoh, secepat ATP dipecah sewaktu kontraksi otot, secepat itu Sebagai contoh, secepat ATP dipecah sewaktu kontraksi otot, secepat itu pula dibentuk kembali dari ADP dan Pi dengan bantuan energi yang diperoleh pula dibentuk kembali dari ADP dan Pi dengan bantuan energi yang diperoleh dari pemecahan simpanan PC. Reaksi berpasangan ini dapat digambarkan seperti dari pemecahan simpanan PC. Reaksi berpasangan ini dapat digambarkan seperti pada gambar berikut
pada gambar berikut
Bag
Bagaimaimana ana jugjuga a penpenggaggambmbaraaran n ini ini masmasih ih sansangat gat sedsederherhanaana. . TetTetapi api didi dal
dalam am tubtubuh uh itu itu sensendirdiri i proprosessesnya nya sansangat gat rumrumit it serserta ta memembumbutuhtuhkan kan sejsejumlumlahah enzim, yaitu satu ikatan protein yang membantu mempercepat kecepatan reaksi enzim, yaitu satu ikatan protein yang membantu mempercepat kecepatan reaksi secara individual. Kenyataannya, semua reaksi metabolisme yang
secara individual. Kenyataannya, semua reaksi metabolisme yang terjadi di dalamterjadi di dalam tubuh membutuhkan enzim termasuk juga pemecahan ATP.
tubuh membutuhkan enzim termasuk juga pemecahan ATP.
Ironisnya, satu-satunya cara untuk membentuk kembali PC dari C dan Pi, Ironisnya, satu-satunya cara untuk membentuk kembali PC dari C dan Pi, dia
diambimbil l dardari i eneenergi rgi yanyang g dildilepaepaskaskan n dardari i pempemecaecahan han ATPATP. . KeKejadjadian ian ini ini akaakann berlangsung saat pemulihan latihan yang diambil dari sumber utama ATP yang berlangsung saat pemulihan latihan yang diambil dari sumber utama ATP yang
diperoleh dari pemecahan bahan makanan.
diperoleh dari pemecahan bahan makanan. Jadi apabila cadangan PC terkuras Jadi apabila cadangan PC terkuras saat melakukan sprint dengan intensitas sangat tinggi, maka penggantian PC saat melakukan sprint dengan intensitas sangat tinggi, maka penggantian PC
tidak akan efektif sampai dimulainya saat
tidak akan efektif sampai dimulainya saat pemulihan.pemulihan.
Berapa banyak energi ATP yang
Berapa banyak energi ATP yang dihasilkan dari sistem phosphagen?.dihasilkan dari sistem phosphagen?.
Tabel 1. Perkiraan Energi yang tersedia dalam tubuh melalui sistem phosphagen Tabel 1. Perkiraan Energi yang tersedia dalam tubuh melalui sistem phosphagen
(ATP-PC) (ATP-PC)
P
PCC PPi i + + C C + + EEnneerrggii Energi
Total Total Phosphagen Phosphagen A ATTPP PPCC ((AATTPP--PPCC)) Kontraksi Otot Kontraksi Otot
aa.. mmMM//kkg g oottoott** 44--66 1155--1177 1199--2233 b
b.. mmM M ttoottaal l mmaassssa a oottoot t †† 112200--118800 445500--551100 575700--669900 Energi yang dapat digunakan π
Energi yang dapat digunakan π
aa.. kkccaall//kkg g oottoott 00..0044--00..0066 00..115 5--0 0 .. 1 1 7 7 0.19-0.23 0.19-0.23 b
b.. kkccaal l ttoottaal l mmaassssa a oottoott 11..22--11..88 44..55--55..11 55..77--55..99
Beberapa poin di atas perlu digarisbawahi.
Beberapa poin di atas perlu digarisbawahi. Pertama, Pertama, perlu difahami bahwaperlu difahami bahwa penyimpanan PC di dalam otot melebihi penyimpanan ATP, hal dapat difahami penyimpanan PC di dalam otot melebihi penyimpanan ATP, hal dapat difahami karena salah satu fungsi PC adalah untuk menyediakan energi untuk resintesis karena salah satu fungsi PC adalah untuk menyediakan energi untuk resintesis ATP.
ATP. Kedua, Kedua, singkatan mM merupakan kependekan dari milimoles yaitu satuansingkatan mM merupakan kependekan dari milimoles yaitu satuan uk
ukururan an yayang ng didigugunanakakan n ununtutuk k memengngukukur ur kukuanantititatas s ikikatatan an kikimimia. a. SaSatu tu momoll merupakan jumlah tertentu dari ikatan kimia dalam ukuran berat, ukuran berat ini merupakan jumlah tertentu dari ikatan kimia dalam ukuran berat, ukuran berat ini tergantung dari jumlaah dan jenis
tergantung dari jumlaah dan jenis atom yang membentuk ikatan kimia.atom yang membentuk ikatan kimia.
1000 mM sama dengan 1 mol dan apabila 1 mol ATP dipecah maka akan 1000 mM sama dengan 1 mol dan apabila 1 mol ATP dipecah maka akan menghasilkan sejumlah energi yang dapat digunakan yaitu sebanyak 7 sampai 12 menghasilkan sejumlah energi yang dapat digunakan yaitu sebanyak 7 sampai 12 kc
kcalal. . KeKetitigaga, , peperlrlu u didiiningagat t babahwhwa a hahanynya a beberkrkisisar ar 57570 0 sasampmpai ai 69690 0 mMmMolol phosphagen saja yang tersimpan dalam otot secara keseluruhan. Ini sama dengan phosphagen saja yang tersimpan dalam otot secara keseluruhan. Ini sama dengan 5.7 sampai 5.9 kcal energi ATP yang memberikan gambaran jumlah yang tidak 5.7 sampai 5.9 kcal energi ATP yang memberikan gambaran jumlah yang tidak ak
ph
phosposphaghagen en padpada a otootot t yanyang g bekbekerjerja a munmungkigkin n akaakan n terterkurkuras as setsetelaelah h 10 10 detdetik ik keg
kegiatiatan an yanyang g allall-ou-out t sepseperterti i padpada a larlari i sprsprint int 100 100 memeterter. . JumJumlah lah kekeselseluruuruhanhan energi ATP yang dapat
energi ATP yang dapat disediakan dari sistem phosphagen ini sangat disediakan dari sistem phosphagen ini sangat terbatas.terbatas. Pentingnya sistem phosphagen dalam pendidikan jasmani dan olahraga Pentingnya sistem phosphagen dalam pendidikan jasmani dan olahraga dapa
dapat t dicondicontohkatohkan n pada pada kegikegiatanatan-kegi-kegiatan atan yang memerlukyang memerlukan an daya ledak, daya ledak, starstartt cepat pada sprinter, pemain bola, peloncat tinggi maupun penolak peluru dan cepat pada sprinter, pemain bola, peloncat tinggi maupun penolak peluru dan kegiatan lain yang mirip dan dilakukan hanya dalam beberapa detik saja. Tanpa kegiatan lain yang mirip dan dilakukan hanya dalam beberapa detik saja. Tanpa sistem ini gerakan yang cepat dan berdaya ledak tidak dapat dilakukan, karena sistem ini gerakan yang cepat dan berdaya ledak tidak dapat dilakukan, karena dari sekian banyak kegiatan, maka ada beberapa kegiatan yang memang dari sekian banyak kegiatan, maka ada beberapa kegiatan yang memang benar- be
benar memnar membutbutuhkuhkan sejuman sejumlah besalah besar r eneenergi ATP rgi ATP daldalam waktam waktu u yanyang g sansangatgat sin
singkagkat. t. SisSistem tem phophosphsphageagen n mermerupaupakan kan satsatu u sisistestem m eneenergi rgi yanyang g palpaling ing cepcepatat mnyediakan sumber energi ATP untuk kegiatan otot. Alasannya adalah bahwa (1) mnyediakan sumber energi ATP untuk kegiatan otot. Alasannya adalah bahwa (1) tidak tergantung dari rangkaian reaksi kimia yang panjang, (2) tidak tergantung tidak tergantung dari rangkaian reaksi kimia yang panjang, (2) tidak tergantung dari transportasi oksigen yang kita hirup dan (3) ATP maupun PC disimpan dari transportasi oksigen yang kita hirup dan (3) ATP maupun PC disimpan langsung pada mekanisme kontraktil otot.
langsung pada mekanisme kontraktil otot. Glikolisis Anaerobik (Sistem Asam Laktat) Glikolisis Anaerobik (Sistem Asam Laktat)
Glikolisis diartikan sebagai pemecahan glukosa, oleh karena itu glikolisis Glikolisis diartikan sebagai pemecahan glukosa, oleh karena itu glikolisis Ana
Anaeroerobik bik dapdapat at diadiartirtikan kan sebsebagaagai i pempemecaecahan han sebsebagiagian an dardari i gluglukoskosa a daldalamam kondisi tanpa menggunakan oksigen.
kondisi tanpa menggunakan oksigen.
Sistem energi Anaerobik dalam resintesis ATP dalam otot lainnya adalah Sistem energi Anaerobik dalam resintesis ATP dalam otot lainnya adalah
Anaerobik Glycolysis
Anaerobik Glycolysis (Gli(Glikoliskolisis is AnaeAnaerobikrobik) ) yang yang melimeliputi puti proseproses s pemepemecahacahann sa
salalah h sasatu tu zazat t mamakakananan n yayang ng titidadak k sesempmpururna na sesepepertrti i kakarbrbohohididrarat t (g(glulukokosasa)) menjadi asam laktat (untuk itulah sistem ini dikenal juga sebagai sistem asam menjadi asam laktat (untuk itulah sistem ini dikenal juga sebagai sistem asam
lak
laktattat). ). DalDalam am tubtubuh uh semsemua ua karkarbohbohidridrat at akaakan n diudiubah bah menmenjadjadi i gulgula a sedsederherhanaana (glukosa) yang bisa langsung digunakan dan disimpan pada liver/hati serta di otot (glukosa) yang bisa langsung digunakan dan disimpan pada liver/hati serta di otot dalam bentuk glikogen yang dapat digunakan nantinya. Disini istilah karbohidrat, dalam bentuk glikogen yang dapat digunakan nantinya. Disini istilah karbohidrat, gu
gulala, , glglukukososa a mamaupupun un glglikikogogen en akakan an didisasamamaarartitikakan n ununtutuk k kekepepentntiningagann penyederhanaan istilah yang digunakan dalam proses metabolisme. Konsekuensi penyederhanaan istilah yang digunakan dalam proses metabolisme. Konsekuensi
ya
yang ng teterjrjadadi i sasaat at atatau au sesebabagagai i hahasisil l akakhihir r yayang ng didipeperoroleleh h dadari ri MeMetatabobolilismsmee Anaerobik ad
Anaerobik adalah alah lactid acilactid acid (Asam Ld (Asam Laktat).aktat).
Holoszy menyatakan bahwa ada batas tertinggi dari jumlah asam laktat Holoszy menyatakan bahwa ada batas tertinggi dari jumlah asam laktat yang bisa ditolerir sebelum kegiatan itu dihentikan karena kelelahan yang luar yang bisa ditolerir sebelum kegiatan itu dihentikan karena kelelahan yang luar biasa. Salah satu yang dapat dijelaskan tentang keterbatasan tersebut adalah pH biasa. Salah satu yang dapat dijelaskan tentang keterbatasan tersebut adalah pH
int
interserseluelular lar menmenuruurun n apaapabilbila a asasam am laklaktat tat susudah dah mulmulai ai menmenumpumpuk uk padpada a otootot,t, p
penenumumpupukakan n memengngakakibibatatkakan n teterhrhamambabatatanynya a kekececepapatatan n pepenenentntrarasi si enenzizimm phosphofructokina
phosphofructokinase se (PFK).(PFK).
Dari pandangan kimiawi, glikolisis Anaerobik lebih rumit dibandingkan Dari pandangan kimiawi, glikolisis Anaerobik lebih rumit dibandingkan dengan sistem phosphagen karena memerlukan 12 rangkaian reaksi kimia secara dengan sistem phosphagen karena memerlukan 12 rangkaian reaksi kimia secara terpisah tetapi berurutan sampai proses metabolisme itu benar-benar sempurna. terpisah tetapi berurutan sampai proses metabolisme itu benar-benar sempurna. Ran
Rangkagkaian ian reareaksi ksi ini ini ditditememukaukan n oleoleh h dua dua oraorang ng ilmilmuwauwan n JerJermaman n padpada a tahtahunun 1930an yaitu Gustav Embden dan Otto Meyerhof. Berdasarkan alasan ini maka 1930an yaitu Gustav Embden dan Otto Meyerhof. Berdasarkan alasan ini maka glikolisis Anaerobik sering disebut sebagai siklus Embden-Meyerhof, tetapi lebih glikolisis Anaerobik sering disebut sebagai siklus Embden-Meyerhof, tetapi lebih sering disebut dengan Glikolisis Anaerobik karena lebih sederhana dan mudah sering disebut dengan Glikolisis Anaerobik karena lebih sederhana dan mudah dihafalkan.
dihafalkan. Baga
Bagaimanimana glikogea glikogen dipakai untun dipakai untuk resintek resintesis ATP? Sepersis ATP? Seperti yang ti yang sudahsudah dij
serangkaian reaksi kimia. Sewaktu pemecahan ini, energi dilepaskan dan melalui serangkaian reaksi kimia. Sewaktu pemecahan ini, energi dilepaskan dan melalui reak
reaksi si gandganda/bea/berpasarpasanganngan (co(couplupled ed reareactiction)on), en, enererggi i iini ni ddigigununaakakan n ununtutuk k meresintesis ATP.
meresintesis ATP. Pe
Perlrlu u diditetekakanknkan an sesekakali li lalagi gi babahwhwa a rarangngkakaiaian n rereakaksi si tetersrsebebut ut mamasisihh gambaran sederhana dan hanya menggambarkan sedikit dari masing-masing 12 gambaran sederhana dan hanya menggambarkan sedikit dari masing-masing 12 re
reakaksi si yayang ng teterlrlibibat at dadalalam m glglikikololisisisis. . SeSelalain in ititu, u, sesetitiap ap rereakaksi si yayang ng teterjrjadadii me
membumbutuhtuhkan kan enzenzim im khukhusus sus untuntuk uk memmemberberikaikan n efeefek k perpercepcepataatan n reareaksiksinyanya.. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa salah satu enzim yang penting Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa salah satu enzim yang penting ad
adalalah ah phphososphphofofruructctokokininasase e (P(PFKFK). ). SeSedadangngkakan n enenzizim m lalaininnynya a yayang ng tutururutt mengendalikan reaksi tersebut diantaranya hexokinase, pyruvatkinase dan lactic mengendalikan reaksi tersebut diantaranya hexokinase, pyruvatkinase dan lactic dehydrogenase.
dehydrogenase. De
Dengngan an rarangngkakaiaian n rereakaksi si yayang ng rerelalatitif f lelebibih h sesedederhrhanana, a, mamaka ka hahanynyaa beberapa mol ATP saja yang mampu dirensintesis dari glikogen dihasilkan dari beberapa mol ATP saja yang mampu dirensintesis dari glikogen dihasilkan dari reaksi glikolisis anaerobik ini, apabila dibandingkan dengan hasil yang diperoleh reaksi glikolisis anaerobik ini, apabila dibandingkan dengan hasil yang diperoleh dari reaksi de
dari reaksi dengan menggunakangan menggunakan oksigen.Beberapa lan oksigen.Beberapa langkah ngkah tersebut dapat tersebut dapat dilihatdilihat pada gambar 5 skema berikut ini
pada gambar 5 skema berikut ini
Rangkaian Rangkaian glikolitik glikolitik Asam Asam Piruvat Piruvat atau atau Asam Asam Laktat Laktat ADP + Pi ADP + Pi ATP ATP Glikogen Glikogen (dari Otot) (dari Otot) Gkukosa
Gkukosa GlukosaGlukosa darah darah
Sebagai contoh; hanya 3 mol ATP yang bisa dihasilkan dari pemecahan 1 Sebagai contoh; hanya 3 mol ATP yang bisa dihasilkan dari pemecahan 1 mol
mol ataatau u 180 gram (kir180 gram (kira-ka-kira 6 ira 6 onsons) ) gliglikogkogen melalen melalui ui gliglikolkolisiisis s anaanaeroerobikbik.. Apabila oksigen mencukupi, dengan jumlah glikogen yang sama dapat dihasilkan Apabila oksigen mencukupi, dengan jumlah glikogen yang sama dapat dihasilkan 9 mol ATP. Simpulan dari persamaan reaksi berpasangan ini
9 mol ATP. Simpulan dari persamaan reaksi berpasangan ini untuk resintesis ATPuntuk resintesis ATP dari glikolisis anaerobik dapat dilihat seperti
dari glikolisis anaerobik dapat dilihat seperti berikut iniberikut ini
Se
Sewawaktktu u memelalakukukakan n lalatitihahan, n, mamanfnfaaaat t reresisintntesesis is ATATP P dadari ri GlGlikikololisisisis Anaerobik pada kenyataannya kurang dari 3 mol
Anaerobik pada kenyataannya kurang dari 3 mol saja (3ATP) seperti yang terlihatsaja (3ATP) seperti yang terlihat dar
dari i perpersamsamaan aan di di ataatas. s. AlaAlasansannya nya adaadalah lah bahbahwa wa selselama ama latlatihaihan n yanyang g sansangatgat melelahkan, otot maupun darah hanya mampu mentolerir penumpukan sekitar 60 melelahkan, otot maupun darah hanya mampu mentolerir penumpukan sekitar 60 sampai 70 gram atau 2 sampai 2.5 ons asam laktat sebelum munculnya kelelahan. sampai 70 gram atau 2 sampai 2.5 ons asam laktat sebelum munculnya kelelahan. Apa
Apabilbila a 180 180 gragram m gliglikogkogen en dipdipecaecah h memelallalui ui proproses ses anaanaeroerobik bik selselamama a latlatihaihan,n, maka akan dihasilkan juga asam laktat sebanyak 180 gram (2C
maka akan dihasilkan juga asam laktat sebanyak 180 gram (2C33HH66OO33). Namun). Namun secara praktis, hanya sekitar 1 dan 1.5 mol ATP yang dapat diresintesis dari secara praktis, hanya sekitar 1 dan 1.5 mol ATP yang dapat diresintesis dari
(C (C
6
6HH1122OO66))nn 2C2C33HH66OO33+ Energi+ Energi
((GGlliikkooggeenn)) ((AAssaam m LLaakkttaatt)) E
Enneerrggii + + 3 3 AADDP P + + 3 3 PPii 3 3 AATTPP
Gambar 6. Glikolisis Anaerobik. Glikogen dipecah secara kimiawi melalui serangkaian reaksi Gambar 6. Glikolisis Anaerobik. Glikogen dipecah secara kimiawi melalui serangkaian reaksi kimia menjadi asam laktat. Pada saat pemecahan energi dilepaskan dan melalui reaksi ganda kimia menjadi asam laktat. Pada saat pemecahan energi dilepaskan dan melalui reaksi ganda yang dipakai untuk meresintesis ATP
glikolisis anaerobik selama latihan berat, sebelum asam laktat dalam darah dan glikolisis anaerobik selama latihan berat, sebelum asam laktat dalam darah dan otot mencapai tingkat
otot mencapai tingkat kelelahannya*kelelahannya* Sep
Seperterti i padpada a SisSistem tem PhoPhosphsphageagen, n, GliGlikolkolisiisis s AnaAnaeroerobik bik daldalam am latlatihaihann me
meruprupakaakan n reareaksi ksi kimkimia ia yanyang g sansangat gat penpentinting, g, karkarena ena mammampu pu memensunsuplaplai i ATPATP de
dengngan an rerelalatitif f cecepapat. t. SeSebabagagai i cocontntohoh; ; KaKararaktktererisistitik k kekegigiatatan an yayang ng bebersrsififatat Glikolisis Anaerobik adalah kegiatan yang berintensitas tinggi dan dilakukan pada Glikolisis Anaerobik adalah kegiatan yang berintensitas tinggi dan dilakukan pada jarak yang pendek seperti pada lari 400 dan 800 meter Sprint dengan waktu jarak yang pendek seperti pada lari 400 dan 800 meter Sprint dengan waktu be
berkirkisar sar 3 3 menmenit, it, benbenar-ar-benbenar ar sansangat gat tertergangantuntung g dardari i sissistem tem phophosphsphageagen n dandan glikolisis anaerobik untuk membentuk ATP.
glikolisis anaerobik untuk membentuk ATP.
Jumlah keseluruhan energi ATP di dalam tubuh mlalui glikolisis anaerobik dapat Jumlah keseluruhan energi ATP di dalam tubuh mlalui glikolisis anaerobik dapat
diperkirakan seperti pada tabel berikut ini: diperkirakan seperti pada tabel berikut ini:
Tabel. 2 Perkiraan ketersediaan energi dalam tubuh melalui Glikolisis Anaerobik Tabel. 2 Perkiraan ketersediaan energi dalam tubuh melalui Glikolisis Anaerobik
(Sistem Asam Laktat) (Sistem Asam Laktat)
P Peer r kkgg O O to to tt T Toottaal l mmaassssaa otot otot T
Tololereraansnsi i mmakaksisimmal al aasasam m llakaktatatt (dalam gram)
(dalam gram)
2
2..00--22..33 6600--7700 P
Peemmbbeennttuukkaan n AATTP P ((mmMM)) 3333--3388 11000000--1122000000 E
Enneerrggi i yyaanng g ddaappaat t ddiigguunnaakkaann 00..3333--00..3388 1100..00--11..00
Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, apabila otot mampu mentolerir Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, apabila otot mampu mentolerir 2.0 sampai 2.3 gram asam laktat per kilogram otot atau 60 sampai 70 gram dari 2.0 sampai 2.3 gram asam laktat per kilogram otot atau 60 sampai 70 gram dari total massa otot, maka secara maksimal ATP dapat dihasilkan melalui glikolisis total massa otot, maka secara maksimal ATP dapat dihasilkan melalui glikolisis sebesar 1.0 sampai 1.2 mole saja (1000 sampai 1200 mM). Dalam kondisi seperti sebesar 1.0 sampai 1.2 mole saja (1000 sampai 1200 mM). Dalam kondisi seperti
ini, maka ATP yang dihasilkan dari sistem ini hanya dua kali lipat dari ATP yang ini, maka ATP yang dihasilkan dari sistem ini hanya dua kali lipat dari ATP yang dihasilkan dari ATP-PC atau Sistem Phosphagen.
dihasilkan dari ATP-PC atau Sistem Phosphagen.
Dapat disimpulkan, bahwa melalui Glikolisis Anaerobik akan; Dapat disimpulkan, bahwa melalui Glikolisis Anaerobik akan; 1.
1. MeMengngakakibibatatkakan n pepembmbenentutukakan n asasam am lalaktktat at yayang ng didikakaititkakan n dedengngan an kekelelelalahahann otot.
otot. 2.
2. TiTidadak mk memembubututuhkhkan an kekebeberaradadaan an okoksisigegen.n. 3
3.. HaHanynya a memengnggugunanakakan n kakarbrboohihidrdraat t sesebbagagai ai bbahahaan n babakakar r (g(gllikikogogeen n dadann glukosa) dan
glukosa) dan 4.
4. HanHanya maya mampmpu mengu menghashasilkilkan enean energi unrgi untuk mtuk mereeresissisntentesis besis beberberapa mapa mol ATol ATPP saja.
saja.
Sumber ATP Aerobik – M
Sumber ATP Aerobik – Metabolisme Aerobik etabolisme Aerobik
Untuk memahami bagaimana sistem aerobik ini
Untuk memahami bagaimana sistem aerobik ini bekerja, sebelumnya perlubekerja, sebelumnya perlu difa
difahami hami terlterlebih ebih dahuldahulu u bebebeberapa rapa istilistilah-istah-istilah ilah yang yang digundigunakan akan daladalam m reakreaksisi kimia seperti kelompok acetyl, NAD
kimia seperti kelompok acetyl, NAD++, NADH, FAD, NADH, FAD++ dan FADHdan FADH 2 2..
Sesuai dengan tujuan dalam pembahasan berikut, kelompok acetyl secara Sesuai dengan tujuan dalam pembahasan berikut, kelompok acetyl secara se
sedederhrhanana a dadapapat t didiarartitikakan n sesebabagagai i momolelekukul l yayang ng mememimililiki ki dudua a kakarbrbonon,, um
umpapamamanynya a asasam am pipiruruvavat t (m(mololekekul ul titiga ga kakarbrbonon) ) memelelepapaskskan an COCO22 menjadimenjadi
ke
kelolompmpok ok acacetetyl yl sesebebelulum m mamasusuk k ke ke SiSiklklus us KrKrebeb. . SeSepepertrti i hahalnlnya ya jujuga ga papadada me
metatabobolilismsmee ee asasam am lelemamak, k, dudua a kekelolompmpok ok kakarbrbon on didibebentntuk uk dudulu lu sesebebelulumm memasuki Siklus Kreb.
memasuki Siklus Kreb. NAD
NAD++ (nic(nicotinaotinamide mide adeniadenine ne dinudinucleocleotide) tide) dan dan FADFAD++ (flav(flavor or adeniadeninene
dinucleotide) berfungsi sebagai akseptor hydrogen. H
sewa
sewaktu proses ktu proses glikglikolisiolisis s dan Kreb dan Kreb SiklSiklus us terjaterjadi. di. PelePelepasan ion pasan ion HH++ dari ikatandari ikatan
te
tertrtenentu tu memerurupapakakan n bebentntuk uk dadari ri prprososes es okoksisidadasisi. . ApApababilila a sasalalah h sasatu tu ikikatatanan menerima ion H
menerima ion H++ dapat dikatakan sebagai “pengurangan wujud”. Jadi NADH dandapat dikatakan sebagai “pengurangan wujud”. Jadi NADH dan FADH
FADH22 merumerupakapakan n bentubentuk k pengpengurangurangan an wujuwujud d dari NADdari NAD++ dan FADdan FAD++. . FuFungngsisi
N
NADADH H dadan n FAFADHDH22 ini ini adaadalah lah memmembawbawa a eleelectrctron on ke ke SisSistem tem TraTranspnsportortasiasi
Elektron. Elektron.
Apabila oksigen tersedia, 1 mol glikogen akan dipecah secara sempurna Apabila oksigen tersedia, 1 mol glikogen akan dipecah secara sempurna menjadi karbon dioksida (CO
menjadi karbon dioksida (CO22) dan air (H) dan air (H22O) dan melepaskan enrgi yang cukupO) dan melepaskan enrgi yang cukup
untuk resintesis 39 mol ATP. Sejauh ini sistem aerobik merupakan penghasil untuk resintesis 39 mol ATP. Sejauh ini sistem aerobik merupakan penghasil terbesar ATP. Bagaimanapun juga proses yang berlangsung selama metabolismee terbesar ATP. Bagaimanapun juga proses yang berlangsung selama metabolismee ini lebih rumit dibandingkan dua jenis metabolismee sebelumnya. Seperti halnya ini lebih rumit dibandingkan dua jenis metabolismee sebelumnya. Seperti halnya sistem anaerobik, reaksi sistem oksigen juga terjadi di dalam sel otot, tetapi tidak sistem anaerobik, reaksi sistem oksigen juga terjadi di dalam sel otot, tetapi tidak sama dengan sebelumnya, sistem ini memiliki kekhususan lain yaitu terdapatnya sama dengan sebelumnya, sistem ini memiliki kekhususan lain yaitu terdapatnya ba
bagiagian n subsubselseluleuler r yanyang g disdisebuebut t dendengangan MitochondriaMitochondria. . BagBagian ian subsubselseluleuler r iniini berisikan sejumlah sistem membrane yang terdiri dari serangkaian lipatan-lipatan berisikan sejumlah sistem membrane yang terdiri dari serangkaian lipatan-lipatan
yan
yang g salsaling ing memelillilit it satsatu u samsama a lailain n yanyang g disdisebuebut t dendengangan CristaeCristae. . CrCrisistatae e ininii memiliki sejumlah sistem enzim yang dibutuhkan untuk metabolisme aerobik. memiliki sejumlah sistem enzim yang dibutuhkan untuk metabolisme aerobik. Mitokondria inilah yang akan mmicuk perkembangan dari otot-otot
Mitokondria inilah yang akan mmicuk perkembangan dari otot-otot rangka.rangka.
Glikogen Glikogen Glukosa Glukosa Asam Piruvat Asam Piruvat ADP + Pi ADP + Pi ATP ATP Glikogen Glikogen Glukosa Glukosa Asam Piruvat Asam Piruvat ADP + Pi ADP + Pi ATP ATP
(C (C
6
6HH1122OO66))nn 2C2C33HH44OO33 + + EnergiEnergi
((GGlliikkooggeenn)) ((AAssaam m PPiirruuvvaatt)) E
Enneerrggii + + 3 3 AADDP P + + 3 3 PPii 3 3 AATTPP ..
Ran
Rangkagkaian ian reareaksi ksi kimkimia ia dardari i sissistem tem aeraerobiobik k dapdapat at dibdibagi agi memenjanjadi di tigtigaa bagian rangkaian reaksi utama, yaitu (1) Glikolisis Aerobik, (2) Siklus Kreb dan bagian rangkaian reaksi utama, yaitu (1) Glikolisis Aerobik, (2) Siklus Kreb dan
(3) Sistem Tranportasi
(3) Sistem Tranportasi Elektron.Elektron.
Glikolisis Aerobik. Glikolisis Aerobik.
Rangkaian reaksi pertama meliputi pemecahan glikogen menjadi CO
Rangkaian reaksi pertama meliputi pemecahan glikogen menjadi CO22 dandan
H
H22O. Sebelumnya kita mengenal adanya Glikolisis Anaerobik dan dalam reaksiO. Sebelumnya kita mengenal adanya Glikolisis Anaerobik dan dalam reaksi
ini juga dikenal Glikolisis Aerobik, tetapi perbedaannya hanya pada proses yang ini juga dikenal Glikolisis Aerobik, tetapi perbedaannya hanya pada proses yang sedang berlangsung yaitu dengan dan tanpa oksigen saja. Jadi
sedang berlangsung yaitu dengan dan tanpa oksigen saja. Jadi Anaerobik diartikanAnaerobik diartikan tan
tanpa pa oksoksigeigen n dan dan AerAerobiobik k dendengan gan oksoksigeigen. n. PerPerlu lu difdifahaahami mi bahbahwa wa “se“selamlamaa oksigen cukup tersedia, akumulasi asam laktat tidak akan terjadi”. Dengan adanya oksigen cukup tersedia, akumulasi asam laktat tidak akan terjadi”. Dengan adanya ok
oksisigegen n dadapapat t memengnghahambmbat at akakumumululasasi i asasam am lalaktktatat, , nanamumun n dedemimikikian an titidadak k mengakibatkan terjadinya resintesis ATP.
mengakibatkan terjadinya resintesis ATP.
Yang dilakukan oleh oksigen disini adalah mengalihkan sebagian besar Yang dilakukan oleh oksigen disini adalah mengalihkan sebagian besar prekursor (sifat awal) asam laktat ke dalam sistem aerobik
prekursor (sifat awal) asam laktat ke dalam sistem aerobik setelah setelah resintesis ATP.resintesis ATP.
Gambar 7. Glikolisis Aerobik dan Glikolisis Anaerobik. Pemecahan glikogen ke Gambar 7. Glikolisis Aerobik dan Glikolisis Anaerobik. Pemecahan glikogen ke As
Asam am PiPiruruvavat t ununtutuk k reresisintntesesis is ATATP P titidadak k memembmbututuhuhkakan n okoksisigegen. n. DeDengnganan kebera
keberadaan daan oksigoksigen en (Glik(Glikolisiolisis s AeroAerobik) bik) asam piruvat asam piruvat seterseterusna usna dipecdipecah ah lagilagi menjadi CO
menjadi CO22 dan Hdan H22O serta resintesis ATP yang lebih banyak. Tanpa oksigenO serta resintesis ATP yang lebih banyak. Tanpa oksigen (Glikolisis Anaerobik), asam piruvat diubah menjadi asam laktat dan tidak ada (Glikolisis Anaerobik), asam piruvat diubah menjadi asam laktat dan tidak ada lagi resintesis ATP
lagi resintesis ATP
Kecukupan Oksigen Kecukupan Oksigen CO CO 2 2+ H+ H22OO + + ATP ATP
Tidak cukup Oksigen Tidak cukup Oksigen
Asam Laktat Asam Laktat
Glikolisis Aerobik
Seperti terlihat pada gambar berikut ini Jadi selama glikolisis aerobik, 1 mol Seperti terlihat pada gambar berikut ini Jadi selama glikolisis aerobik, 1 mol glikogen akan dipecah menjadi dua asam piruvat dan melepaskan enrgi yang glikogen akan dipecah menjadi dua asam piruvat dan melepaskan enrgi yang cukup untuk meresintesis 3 mol ATP. Reaksi berpasangan ini digambarkan pada cukup untuk meresintesis 3 mol ATP. Reaksi berpasangan ini digambarkan pada model persamaan berikut. Tambahan lain adalah 2 NAD
model persamaan berikut. Tambahan lain adalah 2 NAD++ akan berubah bentuk akan berubah bentuk
menjadi 2 NADH
menjadi 2 NADH++, selanjutnya dialihkan ke Sistem Transportasi Elektron yang, selanjutnya dialihkan ke Sistem Transportasi Elektron yang
menghasilkan 6 mol ATP (masing-masing NADH menghasilkan 3
menghasilkan 6 mol ATP (masing-masing NADH menghasilkan 3 ATP).ATP).
Siklus Krebs (Krebs Cycle) Siklus Krebs (Krebs Cycle)
Reaksi ini merupakan lanjutan dari reaksi glikolisis aerobik, dimana asam Reaksi ini merupakan lanjutan dari reaksi glikolisis aerobik, dimana asam piruvat yang terbentuk selama glikolisis aerobik
piruvat yang terbentuk selama glikolisis aerobik akan dibawa ke mitochondria danakan dibawa ke mitochondria dan seterusnya akan dipecah dalam satu rangkaian reaksi kimia yang disebut
seterusnya akan dipecah dalam satu rangkaian reaksi kimia yang disebut SiklusSiklus Kreb
Kreb (istilah ini muncul setelah ditemukan oleh Sir Hans Krebs). Siklus ini juga(istilah ini muncul setelah ditemukan oleh Sir Hans Krebs). Siklus ini juga dikenal sebagai Siklus Asam Sitrat, karena ditemukannya beberapa jenis ikatan dikenal sebagai Siklus Asam Sitrat, karena ditemukannya beberapa jenis ikatan kimi
kimia a yang muncuyang muncul l di dalam di dalam siklsiklus us ini. Sejumlini. Sejumlah ah perisperistiwa reaksi yang terjaditiwa reaksi yang terjadi sewaktu Siklus Krebs adalah;
sewaktu Siklus Krebs adalah; 1.
1. DiDihahasisilklkanannynya Ka Kararbobondndioioksksididaa 2.
2. TeTerjrjadadi oi oksksididasasi di dan an jujuga ga rereduduksksi di danan 3
3.. DDiihhaassiillkkaannnnyya Aa ATTPP Saat CO
Saat CO22akan dilepaskan dari asam piruvat kemudian dibentuk kelompok akan dilepaskan dari asam piruvat kemudian dibentuk kelompok
acetyl atau dari 3 ikatan karbon menjadi 2 ikatan karbon. Kelompok acetyl ini acetyl atau dari 3 ikatan karbon menjadi 2 ikatan karbon. Kelompok acetyl ini kemudian bergabung dengan co-enzym A kemudian membentuk acetyl co-enzym kemudian bergabung dengan co-enzym A kemudian membentuk acetyl co-enzym A. CO
A. CO22 juga terbentuk dalam Siklus Krebs. Semua CO juga terbentuk dalam Siklus Krebs. Semua CO22 yang dihasilkan akanyang dihasilkan akan
masuk/berdifusi ke dalam darah dan selanjutnya dibawa ke paru dan terakhir masuk/berdifusi ke dalam darah dan selanjutnya dibawa ke paru dan terakhir dibuang ke udara bebas dari dalam tubuh.
Sekali lagi harus diingat, bahwa oksidasi adalah proses dimana electron Sekali lagi harus diingat, bahwa oksidasi adalah proses dimana electron dib
dibuanuang g dardari i ikaikatan tan kimkimianianya. ya. EleElectrctron on yanyang g dibdibuanuang g tertersebsebut ut berberbenbentuk tuk ionion hydrogen (H) dari atom karbon yang sebelumnya dalam bentuk asam piruvat dan hydrogen (H) dari atom karbon yang sebelumnya dalam bentuk asam piruvat dan sebelum itu dari glikogen. Atom hydrogen bermuatan partikel ion positif yang sebelum itu dari glikogen. Atom hydrogen bermuatan partikel ion positif yang dis
disebuebut t dendengan gan proproton ton sebsebagaagai i ion ion hydhydrogrogen en serserta ta parpartiktikel el ion ion negnegatiative ve yanyangg disebut dengan electron (lihat persamaan berikut).
disebut dengan electron (lihat persamaan berikut).
Jadi apabila atom hidrogennya dilepaskan dari ikatannya, maka ikatan tersebut Jadi apabila atom hidrogennya dilepaskan dari ikatannya, maka ikatan tersebut disebut
disebut teroksidasiteroksidasi atau telah dioksidasiatau telah dioksidasi Produksi CO
Produksi CO22dan pembuangan electron di dalam Siklus Krebs salin terkaitdan pembuangan electron di dalam Siklus Krebs salin terkait sa
satu tu sasama ma lalainin: : AsAsam am pipiruruvavat t (d(dalalam am bebentntuk uk yayang ng tetelalah h didiububahah) ) bebermrmuauatatann Karbon (C), Hidrogen (H), dan Oksigen (O
Karbon (C), Hidrogen (H), dan Oksigen (O22); apabila H dilepaskan, maka yang); apabila H dilepaskan, maka yang tertinggal hanya C dan O artinya hanya ada ikatan kimia karbondioksida saja. Jadi tertinggal hanya C dan O artinya hanya ada ikatan kimia karbondioksida saja. Jadi di dalam Siklus Krebs,
di dalam Siklus Krebs, asam piruvat dioksidasi sekaligus menghasilkan COasam piruvat dioksidasi sekaligus menghasilkan CO22..
Di dalam Siklus Krebs itu sendiri hanya akan dihasilkan dua unit ATP Di dalam Siklus Krebs itu sendiri hanya akan dihasilkan dua unit ATP untuk setiap unit glikogennya. Pada ke empat sisi Siklus Krebs yang berbeda, ion untuk setiap unit glikogennya. Pada ke empat sisi Siklus Krebs yang berbeda, ion H
H++ akan dilepaskan dan selanjutnya akan memasuki Sistem Transportasi Elektronakan dilepaskan dan selanjutnya akan memasuki Sistem Transportasi Elektron dan diakhiri dengan terbentuknya air dan unit ATP. Secara skematis Siklus Kreb dan diakhiri dengan terbentuknya air dan unit ATP. Secara skematis Siklus Kreb dapat dilihat pada gambar 8 berikut
dapat dilihat pada gambar 8 berikut H
H == HH++ ++ ee
--(atom
(atom hydrogen) hydrogen) (ion (ion hydrogen)hydrogen)
Glikogen Glikogen Asam Piruvat Asam Piruvat Glukosa Glukosa ADP + Pi ADP + Pi ATP ATP Glikolisis Aerobik Glikolisis Aerobik CO CO 2 2 CO CO 2 2 H H+++e+e --CO CO 2 2 NAD NAD NADH NADH FAD FAD FADH2 FADH2 SIKLUS SIKLUS KREBS KREBS H H+++ e+ e --H H+++e+e --H
H+++e+e-- NAD NADH NAD NADH NAD NAD NADH NADH
Sistem Transportasi Elektron Sistem Transportasi Elektron
Sebagai kelanjutan dari pemecahan glikogen, hasil akhirnya adalah H Sebagai kelanjutan dari pemecahan glikogen, hasil akhirnya adalah H 22OO
yang didapat dari
yang didapat dari ion hydrogen dan electron terbion hydrogen dan electron terbuang di dalam Siklus Krebs sertuang di dalam Siklus Krebs sertaa oksigen yang dihirup. Rangkaian reaksi dimana H
oksigen yang dihirup. Rangkaian reaksi dimana H22O dibentuk disebut denganO dibentuk disebut dengan
Sistem Transportasi Elektron (STE) atau disebut sebagai
Sistem Transportasi Elektron (STE) atau disebut sebagai Rantai Respirasi.Rantai Respirasi.
Gam
Gambar 8. bar 8. SikSiklus Kreblus Krebs. Asam pirus. Asam piruvat sebavat sebagai hasigai hasil l akhakhir ir dardari i gliglikolkolisisisis aerobik masuk ke dalam Siklus Krebs setelah sedikit ada perubahan. Begitu aerobik masuk ke dalam Siklus Krebs setelah sedikit ada perubahan. Begitu me
memamasusuki ki sisiklklusus, , teterjrjadadi i dudua a kekejajadidian an rereakaksisi: : (1(1) ) pepelelepapasasan n COCO22 yangyang akhir
akhirnya akan nya akan dibudibuang ke ang ke luar tubuhluar tubuh, , (2) oksidasi atau pembuan(2) oksidasi atau pembuangan iongan ion hyd
hydrogrogen en (H(H++) ) ddan an elelececttroron n ((ee--) ) yayanng g akakaan n mmaasusuk k kke e ddalalam am ssisistetemm transportasi electron untuk perubahan lebih lanjut
Rangkaian kejadian dimana ion hydrogen, electron masuk ke dalam STE Rangkaian kejadian dimana ion hydrogen, electron masuk ke dalam STE melalui FADH
melalui FADH22 dan NADH dan dibawa ke oksigen dengan perataraan “pembawadan NADH dan dibawa ke oksigen dengan perataraan “pembawa el
elecectrtronon” ” dadalalam m sasatu tu rarangngkakaiaian n rereakaksi si enenzizimamatitik k yayang ng beberarakhkhir ir dedengnganan dihasilkannya air. Kalau digambarkan secara sederhana dapat dilihat sebagai 4H dihasilkannya air. Kalau digambarkan secara sederhana dapat dilihat sebagai 4H ++ + 4e
+ 4e-- + O+ O 2
2 2H2H22O, artinya 4 ion hydrogen (4HO, artinya 4 ion hydrogen (4H++) ditambah 4 elektron (4e) ditambah 4 elektron (4e--) plus) plus 1 mol oksigen (O
1 mol oksigen (O22) akan menghasilkan 2 mol air (2H) akan menghasilkan 2 mol air (2H22O). Saat electron dibawa keO). Saat electron dibawa ke rantai respirasi, energi akan dilepaskan dan ATP akan dihasilkan melalui reaksi rantai respirasi, energi akan dilepaskan dan ATP akan dihasilkan melalui reaksi b
bererpapasasangnganan. . NANADH DH mamasusuk k ke ke STSTE E dadan n beberarada da sesedidikikit t lelebibih h titingnggi gi di di atatasas FADH
FADH22, maka setiap kali NADH akan menghasilkan 3 mol ATP dan FADH, maka setiap kali NADH akan menghasilkan 3 mol ATP dan FADH22 dengan 2 mol ATP. Secara skematis dapat dilihat pada gambar 9.
dengan 2 mol ATP. Secara skematis dapat dilihat pada gambar 9. Sec
Secara ara kekeselseluruuruhanhan, , 12 12 paspasangangan an eleelectrctron on akaakan n dihdihasiasilkalkan n dardari i 1 1 molmol gli
glikogkogen en ataatau u samsama a dendengan gan 39 39 ATPATP. . DenDengan gan demdemikiikian, an, selselamama a metmetaboabolislismeme aero
aerobik bik sebagsebagian ian besar dari besar dari 39 39 ATP diresintATP diresintesis di esis di SistSistem em TransTransportportasi asi ElekElektrontron dan pada saat yang sama juga akan dihasilkan air.Ke 39 ATP yang diresintesis, 3 dan pada saat yang sama juga akan dihasilkan air.Ke 39 ATP yang diresintesis, 3 mol berasal dari glikolisis aerobik, 30 ATP dihasilkan dari pasasi NADH ke STE, mol berasal dari glikolisis aerobik, 30 ATP dihasilkan dari pasasi NADH ke STE, 4 ATP dari pasasi FADH
4 ATP dari pasasi FADH22 ke STE dan 2 ATP dihasilkan dari ke STE dan 2 ATP dihasilkan dari Siklus Krebs sendiri.Siklus Krebs sendiri. Apa
Apabilbila a gluglukoskosa a dardarah ah ditditetaetapkapkan n sebsebagaagai i sumsumber ber bahbahan an karkarbohbohidridrat, at, makmakaa diperlukan 1 mol ATP
diperlukan 1 mol ATP akan digunakan untuk mengubah glukosa menjadi glukosa-akan digunakan untuk mengubah glukosa menjadi glukosa-1-phosphate.
1-phosphate.
Lebih jauh lagi perlu diingat bahwa untuk memecahkan 180 gram atau 1 Lebih jauh lagi perlu diingat bahwa untuk memecahkan 180 gram atau 1 mol glikog
mol glikogen en memerlukan memerlukan 6 mol 6 mol oksigen (6Ooksigen (6O22). Karena 1 mol gas (oksigen) diisi). Karena 1 mol gas (oksigen) diisi 22.
22.4 4 litliter er padpada a temtemperperatuaturere da
dan n tetekakananan n ststanandadar, r, 6 6 momoll O
O22 = = 6 x 226 x 22.4.4=1=13434.4 l.4 lititerer..
(C (C 6 6HH1122OO66)n + 6O)n + 6O22 6CO6CO22 + 6H+ 6H22 ((GGlliikkooggeenn) ) ++ Energi Energi Energi + 39 ADP + Pi Energi + 39 ADP + Pi 39 ATP 39 ATP
Dengan demikian, 134,4 litr O
Dengan demikian, 134,4 litr O22 dibutuhkan untuk meresintesis 39 mol ATP ataudibutuhkan untuk meresintesis 39 mol ATP atau
134,4 :
134,4 : 39 = 39 = 3.45 l3.45 liter Oiter O22 dibutuhkan untuk meresintesis 1 mol ATP. Dengan katadibutuhkan untuk meresintesis 1 mol ATP. Dengan kata
lain setiap 3.45 liter oksigen yang dikonsumsi akan
lain setiap 3.45 liter oksigen yang dikonsumsi akan mensintesis 1 mol ATP secaramensintesis 1 mol ATP secara aerobik. Pada saat istirahat berkisar antara 10 sampai 15 menit dan pada saat aerobik. Pada saat istirahat berkisar antara 10 sampai 15 menit dan pada saat kegiatan anaerobik atau latihan yang maksimal, umumnya hanya berkisar 1 menit. kegiatan anaerobik atau latihan yang maksimal, umumnya hanya berkisar 1 menit. Pe
Persrsamamaaaan n dadari ri rereakaksi si beberprpasasanangagan n yayang ng teterlrlibibat at dadalalam m pepememecacahahan n 1 1 momoll glikogen secara aerobik dilihat sebagai berikut
glikogen secara aerobik dilihat sebagai berikut
Gambar 9. Sistem Transportasi Elektron. Ion hydrogen (H
Gambar 9. Sistem Transportasi Elektron. Ion hydrogen (H++) dan electron (e) dan electron (e--) yang) yang dilepaskan dalam Siklus Krebs memiliki tingkat energi tinggi saat memasuki STE. dilepaskan dalam Siklus Krebs memiliki tingkat energi tinggi saat memasuki STE. Disini terjadi dua kejadian kimiawi. Pertama ion hidrogenm dan electron Disini terjadi dua kejadian kimiawi. Pertama ion hidrogenm dan electron ditransport oleh “perantara” ke oksigen yang kita hirup untuk membentuk air ditransport oleh “perantara” ke oksigen yang kita hirup untuk membentuk air melalui serangkaian reaksi enzimatik; kedua; pada saat yang sama ATP melalui serangkaian reaksi enzimatik; kedua; pada saat yang sama ATP
diresintesis
diresintesis melalui reaksi berpasangan yang diperoleh dari energi yangmelalui reaksi berpasangan yang diperoleh dari energi yang
dibebaskan. Untuk setiap pasangan electron yang ditransportasi, rata-rata 3 mol dibebaskan. Untuk setiap pasangan electron yang ditransportasi, rata-rata 3 mol ATP diresintesis. ATP diresintesis. Energi tingkat Energi tingkat tinggi tinggi 2H 2H++ 2e 2e --2H 2H++ 2e 2e --2H 2H++ 2e 2e --2H 2H++ 2e 2e --ADP + Pi ADP + Pi ATP ATP Perantara 2 Perantara 2 Perantara Perantara Perantara 3 Perantara 3 Energi Energi Energi Energi Energi Energi ADP + Pi ADP + Pi ATP ATP Perantara 4 Perantara 4 2H2H + + 2e 2e --Perantara 5 Perantara 5 2H 2H++ 2e 2e --ADP + Pi ADP + Pi ATP ATP H H22OO ½ O ½ O22 Energi tingkat Energi tingkat rendah rendah FADH FADH22
Sistem Aerobik dan metabolisme Lemak Sistem Aerobik dan metabolisme Lemak
Dua jenis bahan makanan lain yaitu protein dan lemak juga dapat dipecah Dua jenis bahan makanan lain yaitu protein dan lemak juga dapat dipecah secara aerobik dengan hasil akhir yang sama yaitu menjadi CO
secara aerobik dengan hasil akhir yang sama yaitu menjadi CO22 dan Hdan H22O sertaO serta
dil
dilepaepaskaskannynnya a eneenergirgi. . LeLemak mak (bi(biasaasanya nya berberranrantai tai karkarbon bon 16 16 ataatau u 18) 18) daldalamam bentuk
bentuk TriglyceridesTriglycerides akan dipecah menjadi dua ikatan karbon (kelompok acyl)akan dipecah menjadi dua ikatan karbon (kelompok acyl) melalui serangkaian reaksi yang disebut dengan Oksidasi Beta
melalui serangkaian reaksi yang disebut dengan Oksidasi Beta (O(Oksksididasasi i – – β)β)
sebelum memasuki Siklus Krebs dan Sistem
sebelum memasuki Siklus Krebs dan Sistem Transportasi Elektron (gambar 11)Transportasi Elektron (gambar 11) Asam lemak harus diaktifkan terlebih dahulu sebelum memasuki oksidasi Asam lemak harus diaktifkan terlebih dahulu sebelum memasuki oksidasi beta, aktivasi ini memerlukan 1 mol ATP. Selanjutnya, dalam oksidasi beta, satu beta, aktivasi ini memerlukan 1 mol ATP. Selanjutnya, dalam oksidasi beta, satu
FADH
FADH22 dan satu NADH dirangsang dan masuk ke STE. Secara keseluruhan ATPdan satu NADH dirangsang dan masuk ke STE. Secara keseluruhan ATP
yang dihasilkan dari proses awal ini adalah 5 ATP (3 ATP dari NADHA dan 2 yang dihasilkan dari proses awal ini adalah 5 ATP (3 ATP dari NADHA dan 2 ATP dari FADH
ATP dari FADH2.2. Sama dengan yang berlaku pada kelompok acyl dari asamSama dengan yang berlaku pada kelompok acyl dari asam
piruvat, yaitu 1 ATP, 3 NADH dan 1
piruvat, yaitu 1 ATP, 3 NADH dan 1 FADHFADH22 dihasilkan dalam Siklus Krebs.dihasilkan dalam Siklus Krebs.
Setap kali satu NADH akan meresintesis 3 ATP dan setiap sati FADH Setap kali satu NADH akan meresintesis 3 ATP dan setiap sati FADH22
aka
Siklus Krebs dan Sistem Transportasi Elektron sebanyak 12 ATP. Dari tahapan Siklus Krebs dan Sistem Transportasi Elektron sebanyak 12 ATP. Dari tahapan tersebut di atas, ATP
tersebut di atas, ATP yang dihasilkan adalah;yang dihasilkan adalah; 1.
1. HasHasil beil bersirsih ATP mh ATP melaelalui polui poses ases aktiktivasvasi asam li asam lemaemak, reak, reaksi okksi oksidsidasi beasi beta data dann pada lintasan awal memasuki Siklus Krebs adalah 16 ATP.
pada lintasan awal memasuki Siklus Krebs adalah 16 ATP. 2.
2. SaaSaat prt proseoses oks oksidsidasi asi betbeta, sa, sikliklus Kus Krebrebs mes menghnghasiasilkalkan 17 n 17 ATPATP 3
3.. PaPada da babagigian an akakhhir ir prprooseses s yayang ng mmelelibibaatktkan an 4 4 rranantatai i kkararbbonon, , mamaka ka aakakann diha
dihasilkasilkan 17 dan 12 ATP (kelompon 17 dan 12 ATP (kelompok acyl terakhk acyl terakhir ir tidatidak masuk ke siklusk masuk ke siklus Krebs).
Krebs).
Untuk asam lemak lainnya, hasil ATP yang diperoleh akan berbeda satu Untuk asam lemak lainnya, hasil ATP yang diperoleh akan berbeda satu sama lain. Untuk asam lamak lain yang sejenis seperti asam sterik yang memiliki sama lain. Untuk asam lamak lain yang sejenis seperti asam sterik yang memiliki 18 molekul karbon serta asam palmitat yang memiliki 16 molekul karbon mampu 18 molekul karbon serta asam palmitat yang memiliki 16 molekul karbon mampu menghasilkan 147 dan 130 ATP (lihat table 3)
menghasilkan 147 dan 130 ATP (lihat table 3)
Gambar 10. Sumber resintesis ATP melalui oksidasi karbohidrat yang sempurna dalam Gambar 10. Sumber resintesis ATP melalui oksidasi karbohidrat yang sempurna dalam bentuk glukosa darah maupun glikogen otot. Dua kolom pada bagian kanan mnunjukkan bentuk glukosa darah maupun glikogen otot. Dua kolom pada bagian kanan mnunjukkan produksi ATP bersih
produksi ATP bersih untuk setiap untuk setiap tahap glikolisis tahap glikolisis (termasuk Siklus Kre(termasuk Siklus Krebs). Garis tebalbs). Garis tebal
menunjukkan ada sebagian reaksi yang diabaikan. Enzim kunci hexokinase, phosphorylase menunjukkan ada sebagian reaksi yang diabaikan. Enzim kunci hexokinase, phosphorylase dan phosphofructokinase ditandai dengan kurung. Ketiga enzim ini erat berkaitan dengan dan phosphofructokinase ditandai dengan kurung. Ketiga enzim ini erat berkaitan dengan
HASIL BERSIH ATP HASIL BERSIH ATP Dari Dari Glukosa Glukosa darah darah Dari Dari glikogen glikogen otot otot A A -1-1 B -B -22 --11 C C 00 ++11 D + D +22 ++33 E E ++88 ++99 F F ++1144 ++1155 G G ++1166 ++1177 H H ++3344 ++3355 II ++3388 ++3399 Glikogen Glikogen (otot) (otot) Glukosa Glukosa Glukosa-6-phosphate Glukosa-6-phosphate Glukosa (darah) Glukosa (darah) Glukosa-1-phosphate Glukosa-1-phosphate (Phosphorylase) (Phosphorylase) Fruktosa-6-phosphate Fruktosa-6-phosphate (Phosphofructokinase) (Phosphofructokinase) (Hexosekinase) (Hexosekinase) Fructosa-1-6-Diphosphate Fructosa-1-6-Diphosphate 2 Asam piruvat (3 Cs) 2 Asam piruvat (3 Cs) (cukup oksigen) (cukup oksigen) Ke Sistem Ke Sistem Transportasi Elektron Transportasi Elektron 2 kelompok Acetyl (2 Cs) 2 kelompok Acetyl (2 Cs) A
A 1 ATP “dipakai”1 ATP “dipakai”
B
B 1 ATP1 ATP “dipakai” “dipakai” ATP
ATP ADP ADP + + PiPi
ATP ATP ADP + Pi ADP + Pi 2 NAD 2 NAD++ 2 NADH 2 NADH C C 2 ADP + Pi 2 ADP + Pi 2 ATP 2 ATP2 ADP + Pi2 ADP + Pi 2 ATP 2 ATP D D E E 6 ATP6 ATP dari STE dari STE 2 NAD 2 NAD++ 2 NADH 2 NADH ke STE ke STE Co-enzym A Co-enzym A 2 Acetyl Co-A (2 Cs) 2 Acetyl Co-A (2 Cs) 2 CO 2 CO22 Ke Paru Ke Paru F F 6 ATP6 ATP dari STE dari STE Asam sitrat (6 Cs) Asam sitrat (6 Cs) Asam Oksaloasetat Asam Oksaloasetat 2 NAD 2 NAD++ 2 NADH 2 NADH 18 ATP 18 ATP dari STE dari STE II 4 ATP4 ATP dari STE dari STE 2 FAD 2 FAD++ 2 FADH
