T E S I S. Untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar. Dokter Spesialis Anak

Transkripsi

1 PERBANDINGAN DENYUT JANTUNG MURID LAKI LAKI DI SLTP AEK NABARA SELATAN PADA PEMBERIAN MINUMAN BEROKSIGEN DENGAN PLASEBO SELAMA LATIHAN FISIK Oleh IRMA LAILA T E S I S Untuk memenuhi persyaratan memperoleh gelar Dokter Spesialis Anak DEPARTEMEN ILMU KESEHATAN ANAK FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2007

2 PERBANDINGAN DENYUT JANTUNG MURID LAKI LAKI DI SLTP AEK NABARA SELATAN PADA PEMBERIAN MINUMAN BEROKSIGEN DENGAN PLASEBO SELAMA LATIHAN FISIK Telah disetujui dan disyahkan Dr. Tina Christina L. Tobing, SpA Pembimbing I Dr. Hj. Tiangsa Br. Sembiring, SpA Pembimbing II Medan, 4 Oktober 2007 Ketua Program Studi Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran USU Prof. dr. H. Munar Lubis, SpA(K) NIP

3 Dengan ini diterangkan : Dr. IRMA LAILA 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 Selasa, September 2007 dan dinyatakan telah memenuhi syarat untuk diterima. Tim Penguji Penguji I Prof. dr. H. Munar Lubis, SpA (K)... Penguji II Prof. dr. Hj. Rafita Ramayati, SpA(K)... Penguji III Dr. Hj. Melda Deliana, SpA... Medan, 4 Oktober 2007 Ketua Departemen Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara Dr. H. Ridwan. M. Daulay, SpA(K) NIP

4 KATA PENGANTAR Assalamualaikum Wr. Wb. Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayahnya serta telah memberikan kesempatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penulisan tesis ini. Tesis ini dibuat untuk memenuhi persyaratan dan merupakan tugas akhir pendidikan keahlian Ilmu Kesehatan Anak di FK-USU / RSUP H. Adam Malik Medan. Penulis menyadari 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. Pembimbing dr. Tina Christina L.Tobing, SpA dan dr. Hj. Tiangsa Br. Sembiring, SpA, yang telah memberikan bimbingan, bantuan serta saransaran yang sangat berharga dalam pelaksanaan penelitian dan penyelesain tesis ini. 2. Prof. dr. H. Munar Lubis, SpA(K), selaku Ketua Program Pendidikan Dokter Spesialis Anak FK- USU, dr. Hj. Bidasari Lubis, SpA(K) selaku sekretasris program sampai periode Agustus 2007, serta dr. Hj. Melda Deliana, SpA, sebagai sekretaris program periode 2007 yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan tesis ini.

5 3. Dr. H. Dachrul Aldy, SpA(K), selaku Ketua Departemen Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran USU/RSUP H. Adam Malik Medan periode dan Prof. dr. H. Guslihan Dasa Tjipta, SpA(K), selaku Ketua Departemen Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran USU/RSUP H. Adam Malik Medan periode , serta dr. H. Ridwan M. Daulay, SpA(K) selaku Ketua Departemen Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran USU/RSUP H. Adam Malik Medan periode 2007 yang telah memberikan bantuan dalam penelitian dan penyelesaian tesis ini. 4. Seluruh staf pengajar di Bagian Ilmu Kesehatan Anak FK USU / RSUP H. Adam Malik Medan, yang telah memberikan sumbangan pikiran dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan tesis ini. 5. Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. dr. H. Chairuddin P Lubis, DTM&H, SpA(K) dan Dekan FK-USU yang telah memberikan kesempatan untuk mengikuti program pendidikan Dokter Spesialis Anak di FK- USU. 6. Direktur Rumah Sakit H Adam Malik Medan, Rumah Sakit Pirngadi Medan, dan Rumah Sakit Tembakau Deli Medan yang telah memberi sarana bekerja selama pendidikan. 7. Direktur PTPN III dan segenap jajaran staf dan karyawan PTPN III Aek Nabara Selatan yang telah banyak memberikan izin dan fasilitas pada penelitian ini sehingga dapat terlaksana dengan baik. 8. Hendy Zulkarnain, Purnama Fitri, Fitri Ariyanti Lubis, Nurzahara Siddik, dan Masyitah yang selama empat tahun bersama-sama dalam suka dan duka serta teman sejawat PPDS Ilmu Kesehatan Anak dan semua pihak yang telah memberikan bantuan dalam terlaksananya penelitian serta penulisan tesis ini.

6 Teristimewa untuk orangtua tercinta, H. Abdul Djalil, BBA dan Hj. Nurasiah Gultom, serta semua kakak, abang ipar dan adik yang selalu mendoakan, memberikan dorongan, bantuan moril dan materil selama penulis mengikuti pendidikan ini. Semoga budi baik yang telah diberikan mendapat imbalan dari Allah SWT. Akhirnya penulis mengharapkan semoga penelitian dan tulisan ini bermanfaat bagi kita semua, Amin. Wassalamualaikum Wr. Wb. Medan, 4 Oktober 2007 Irma Laila

7 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pembimbing... Kata Pengantar.. Daftar Isi.. Daftar Tabel Daftar Gambar... Daftar Singkatan Daftar Lambang. i iii vi ix x xi xii BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Hipotesis Nol Manfaat Penelitian.. 4 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Definisi Klasifikasi latihan fisik Latihan fisik aerobik dan anaerobik Protokol Treadmill Sistem metabolisme otot selama latihan fisik Sistem ATP AC Sistem asam laktat Sistem aerobik... 10

8 2.6. Pengaruh latihan fisik terhadap kardiovaskular Perubahan pada jantung Perubahan pada sirkulasi perifer Pengaruh latihan fisik pada respirasi Volume oksigen maksimal Transpor oksigen Pengosongan lambung dan absorpsi cairan Manfaat minuman beroksigen pada latihan fisik Kerangka konseptual penelitian BAB III. METODE PENELITIAN 3.1. Desain Penelitian Tempat dan Waktu Populasi dan Sampel Penelitian Sampel dan cara pemilihan sampel Perkiraan Besar Sampel Kriteria Inklusi dan Eksklusi Bahan dan Cara Kerja Definisi operasional Identifikasi variabel Masalah etika Alur penelitian Analisis Data BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian Pembahasan 36

9 4.3. Keterbatasan penelitian BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran 42 DAFTAR PUSTAKA. 43 LAMPIRAN 1. Surat Pernyataan Kesediaan Lembar format penelitian Surat Komite Etik. 50 RINGKASAN 51 SUMMARY RIWAYAT HIDUP 53

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Gradasi/tingkatan latihan fisik... 5 Tabel 2. Beberapa faktor yang mempengaruhi laju pengosongan isi lambung Tabel 3. Karakteristik dasar subjek penelitian.. 34 Tabel 4. Perbandingan karakteristik dasar subjek penelitian Tabel 5. Perbedaan nilai VO 2 maks, PO 2 ke dua kelompok Tabel 6. Perbandingan denyut jantung selama latihan fisik 35 Tabel 7. Perbandingan kadar Hb antara ke dua kelompok... 36

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Diagram urutan sistem penggunaan energi Gambar 2. Siklus Krebs Gambar 3. Kontrol sistem kardiovaskular selama latihan fisik Gambar 4. Kerangka konseptual penelitian Gambar 5. Alur penelitian.. 33

12 DAFTAR SINGKATAN ATP CP BB BMI cm dkk DM DO 2 2,3-DPG g Hb Kg ml SaO 2 SD SPSS SLTP USU VO 2 max : Adenosin Triphosphat - CreatinePhosphat : Berat Badan : Body Mass Index : centimeter : dan kawan - kawan : Diabetes Mellitus : Delivery Oksigen : 2,3-Diphosphoglycerate : gram : Hemoglobin : Kilogram : mililiter : Saturasi Oksigen : Standard Deviasi : Statistical Package for Social Science : Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama : Universitas Sumatera Utara : Maximal O 2 uptake

13 DAFTAR LAMBANG Z : Deviat baku normal α : Kesalahan tipe 1 β : Kesalahan tipe 2 n n 1 n 2 S p : Besar sampel : Besar sampel yang masuk dalam kelompok I : Besar sampel yang masuk dalam kelompok II : Simpang baku dari ke dua kelompok : Tingkat kemaknaan > : Lebih besar < : Lebih kecil 0 C : Derajat Celcius FiO 2 ph PAO 2 PB PaO 2 PaCO 2 PCO2 Ppm : Fraksi oksigen saat inspirasi : Logaritma negatif konsentrasi ion hidrogen : Tekanan parsial oksigen alveolus : Tekanan barometer pada permukaan laut : Tekanan parsial oksigen di arteri : Tekanan parsial karbondioksida di arteri : Tekanan parsial karbondioksida : Part permillion

14 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Banyak orang tertarik pada latihan fisik sebagai cara untuk meningkatkan kesehatan dan kemampuan fisik mereka. Tetapi perlu juga diperhatikan bahwa latihan fisik tidak boleh terlalu keras, dan harus disesuaikan dengan individu tertentu sehingga dapat memberikan manfaat pada tubuh. 1 Terdapat banyak ragam cara atau upaya untuk mempertahankan, bahkan meningkatkan status kesehatan seseorang, tidak terkecuali anak, satu di antaranya adalah dengan melibatkan mereka dalam kegiatan jasmani berupa latihan fisik / olahraga. Tidak sedikit rekomendasi yang menyatakan, bahwa olahraga secara teratur, minimal 30 menit per kegiatan, 3 5 kali per minggu, dapat menjadi sarana pengontrolan berat badan, tekanan darah, perbaikan risiko penyakit jantung koroner, penguatan otot dan sendi serta terciptanya suasana psikologis yang menyenangkan. 2 Latihan fisik dapat meningkatkan kesehatan secara langsung dengan mengurangi berat badan, memperbaiki konsentrasi lemak dalam darah dan mengurangi sensitivitas insulin sehingga mengurangi terjadinya hipertensi, penyakit kardiovaskuler, DM tipe 2, kadar lemak darah dan obesitas serta menurunkan angka mortalitas dan morbiditas. Selain itu, latihan fisik yang dilakukan selama masa anak-anak dapat mengubah kesehatan pada kehidupan selanjutnya. Sedangkan anak yang tidak melakukan aktifitas fisik dapat meningkatkan terjadinya obesitas dan penyakit kardiovaskular. 3-9

15 Ketika melakukan latihan fisik, otot-otot tubuh, jantung, dan sirkulasi darah serta sistem pernafasan diaktifkan. Denyut jantung, curah jantung dan konsumsi oksigen meningkat secara linier terhadap intensitas latihan fisik. Peningkatan denyut jantung merupakan respon yang timbul segera pada sistem kardiovaskular terhadap latihan fisik Untuk membandingkan hasil uji antar individu diperlukan ukuran obyektif kapasitas kardiovaskular yang dapat diulang, sensitif, dan mudah diperoleh. Respon frekuensi denyut jantung terhadap latihan fisik merupakan ukuran yang paling sederhana dan paling sering digunakan. 13 Denyut jantung juga merupakan estimasi tidak langsung terhadap latihan fisik karena memiliki hubungan linier dengan kebutuhan oksigen serta denyut jantung secara cepat dapat mengalami perubahan dan sensitif terhadap latihan fisik dengan durasi pendek. 6 Energi sangat diperlukan dalam latihan fisik. Kebutuhan energi yang diperlukan pada latihan fisik adalah bervariasi sesuai dengan derajat beratnya latihan fisik yang dilakukan. Secara garis besar sistem energi dalam latihan fisik terdiri dari anaerobik dan aerobik. Anaerobik adalah latihan fisik yang secara umum tidak membutuhkan oksigen, sumber energi berasal dari sistem ATP-CP (ATPkreatin fosfat) dan asam laktat serta waktu yang diperlukan untuk melakukan gerakan sangat singkat. Aerobik adalah kegiatan yang dilakukan secara terusmenerus dalam waktu relatif lebih lama dan membutuhkan energi dari sistem oksigen yang berasal dari siklus Krebs (Tricarboxyclic Acid cycle). 10,14 Pada latihan fisik berat, hampir semua oksigen cadangan digunakan untuk metabolisme aerobik. Setelah latihan fisik, cadangan oksigen harus dicukupi kembali melalui pernafasan tambahan dengan membutuhkan oksigen dengan jumlah diatas

16 kebutuhan normal. 15 Salah satu upaya untuk meningkatkan kadar oksigen yang masuk ke dalam tubuh adalah dengan air minuman beroksigen. 16 Akhir-akhir ini, penggunaan minuman yang mengandung 7 10 kali jumlah oksigen (minuman beroksigen) dapat meningkatkan ketahanan dan pemulihan selama latihan fisik. Hal ini disebabkan karena tingginya konsentrasi oksigen pada minuman tersebut dapat meningkatkan absorpsi oksigen oleh tubuh sehingga memberikan manfaat yang sama pada saat bernafas dengan campuran gas yang mengandung oksigen tinggi. Bernafas dengan oksigen tambahan selama latihan fisik menyebabkan peningkatan kandungan oksigen arteri, berkurangnya ventilasi paru, penurunan denyut jantung submaksimal dan kadar laktat dalam darah, serta peningkatan konsumsi oksigen maksimal (VO 2 maks). Pemberian oksigen tambahan selama masa pemulihan pada latihan fisik maksimal dapat mempercepat pemulihan pada otot, mengurangi rasa tidak nyaman setelah latihan fisik dan memperbaiki performans pada latihan fisik anaerobik. 17, Perumusan Masalah Berdasarkan uraian dalam latar belakang tersebut diatas, maka dirumuskan masalah: apakah terdapat perbedaan denyut jantung murid laki laki di SLTP Aek Nabara Selatan pada pemberian minuman beroksigen dengan plasebo selama latihan fisik? Tujuan Penelitian Untuk mengetahui perbedaan denyut jantung murid laki laki di SLTP Aek Nabara Selatan pada pemberian minuman beroksigen dengan plasebo selama latihan fisik.

17 1.4. Hipotesis Nol Hipotesis nol penelitian ini adalah tidak ada perbedaan denyut jantung murid laki laki di SLTP Aek Nabara Selatan pada pemberian minuman beroksigen dengan plasebo selama latihan fisik Manfaat Penelitian Penelitian ini akan menambah pengetahuan tentang pengaruh pemberian minuman beroksigen atau plasebo selama latihan fisik terhadap denyut jantung murid laki laki di SLTP Aek Nabara Selatan pada khususnya dan terhadap denyut jantung anak pada umumnya.

18 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Definisi Latihan fisik / olah raga adalah pergerakan tubuh yang dilakukan oleh otot dengan terencana dan berulang yang menyebabkan peningkatan pemakaian energi dengan tujuan untuk memperbaiki kebugaran fisik. 3 Pada umumnya, latihan fisik menggambarkan proses metabolik yang menyediakan energi untuk kontraksi otot seperti aerobik (dengan oksigen) ataupun anaerobik (tanpa oksigen) Klasifikasi latihan fisik Derajat beratnya latihan fisik dibuat berdasarkan pada : 20 (1) Keluaran energi (energy expenditure) / menit. Pemakaian energi adalah besarnya oksigen yang digunakan (O 2 uptake) per menit. (2) Kekuatan (Watt) (3) Nadi (pulse rate) Tabel 1. Gradasi/tingkatan latihan fisik Jenis latihan fisik O 2 uptake Kekuatan Nadi (liter/menit) (Watt) (per menit) Maksimal > 2,5 850 > 175 Sangat berat 2 2, Berat 1, Sedang 1 1, Ringan Sampai Sampai 100 Sumber : Chaudhri SK 20

19 2.3. Latihan fisik aerobik dan anaerobik Latihan fisik berdasarkan bagaimana energi gerak dapat dihasilkan dikelompokkan menjadi 2, yaitu latihan fisik aerobik dan anaerobik. Disebut sebagai latihan fisik aerobik bilamana reaksi biokimiawi penghasil energi gerak adalah dengan melibatkan unsur oksigen (O 2 ). Peristiwa aerobik dapat terlaksana pada latihan fisik/olahraga yang berlangsung lebih dari 4 menit dan bersifat terus-menerus. Contoh olah raga aerobik adalah jalan cepat, renang, lari dan senam aerobik. 2 Sebutan latihan fisik anaerobik dimaksud untuk menyatakan, bahwa timbulnya energi gerak pada latihan fisik tersebut adalah tanpa menggunakan oksigen. Energi gerak dalam latihan fisik anaerobik ini dihasilkan melalui proses metabolisme sistem fosfagen dan glikogen-asam laktat. Karena sedemikian singkatnya waktu yang diperlukan untuk melakukan gerakan, rata-rata kurang dari 4 menit, menyebabkan tidak tersedianya reaksi oksidatif untuk menyediakan energi sesuai keperluan pada waktunya. Contoh latihan fisik anaerobik adalah lari kurang dari 1500 m dan angkat besi. Sekalipun demikian, pembagiannya dalam praktek, tidak jarang suatu latihan fisik / olah raga dapat bersifat sebagai aerobik namun juga anaerobik Protokol Treadmill Performans uji latihan fisik sangatlah bergantung pada jenis latihan fisik dan protokol yang digunakan dalam uji latihan fisik tersebut. Beberapa protokol yang digunakan meliputi peningkatan secara progresif terhadap rata-rata kerja tanpa adanya waktu istirahat di antara perubahan dari peningkatan rata-rata kerja tersebut. Protokol yang digunakan dalam uji latihan fisik untuk anak tergantung pada usia, kesehatan dan tingkat kemampuan olah raga dari anak tersebut. 12

20 Kerja treadmill ditandai oleh adanya peningkatan pada setiap kemiringan yang dinyatakan sebagai persen (%), kecepatan sabuk (belt) atau keduanya. Derajat kemiringan menunjukkan jumlah elevasi jarak dengan menggunakan satuan kaki (feet) untuk setiap 100 kaki (feet) jarak perjalanan. 12 Beberapa protokol treadmill yang digunakan dalam uji latihan fisik pada anak, yaitu : Protokol Bruce 2. Protokol Balke 3. Protokol silkus 4. Protokol Godfrey 5. Protokol Strong Protokol Bruce biasanya digunakan untuk anak umur 4-14 tahun dengan tingkatan pada protokol ini menggunakan stadium (stages). Kecepatan dan derajat stadium meningkat setiap 3 menit mulai dari 1,7 sampai 6 mph dan dari 10% - 22%. Keuntungan protokol Bruce ini adalah dapat digunakan untuk semua umur dan respon fisiologi untuk kerja submaksimal dapat diukur. Sayangnya, protokol ini menggunakan waktu lebih lama dari protokol lainnya, sehingga untuk anak anak yang lebih muda membuat anak tersebut bosan dan kurang menyenangkan karena membutuhkan waktu 12 menit. 12,14 Protokol tipe Balke adalah protokol memiliki kecepatan treadmill dengan peningkatan kemiringan yang konstan. Protokol ini umumnya dipakai untuk anakanak yang tidak fit, obes, anak anak yang sangat muda dan seseorang yang memiliki sakit kronis. Bagi anak anak yang fit dan aktif, protokol ini terlalu lama dan kemiringannya terlalu rendah. 12

21 Protokol siklus merupakan protokol yang memiliki irama yang bervariasi yaitu antara 50 dan 60 rpm dengan lamanya stadium yang berbeda (antara 1 dan 3 menit) yang bertujuan untuk meningkatkan beban kerja. 12 Protokol James yaitu protokol yang spesifik yang berdasarkan pada luas permukaan tubuh anak. Protokol ini bertujuan untuk mencapai keadaan yang melelahkan sehingga dapat memperkirakan tenaga maksimal yang dikeluarkan serta untuk mengukur perubahan fisiologi yang terjadi selama uji latihan fisik. Protokol ini memiliki cara kerja yang hampir sama dengan protokol Godfrey. 12 Protokol Strong adalah protokol yang memiliki cara kerja yang bertujuan untuk mementukan kapasitas kerja fisik pada frekuensi denyut jantung 170 kali permenit dan untuk menetapkan tingginya kerja sampai menimbulkan kelelahan atau kapan latihan fisik distop Sistem metabolisme otot selama latihan fisik 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 / olah raga penting diperhatikan karena kelelahan dapat terjadi akibat tidak cukupnya ketersediaan nutrien energi yang diperlukan dari glikogen otot atau glukosa darah. 10 Terdapat 2 macam sistem metabolisme pada pemakaian energi selama latihan fisik, yaitu : Sistem anaerobik, terdiri dari (a) sistem ATP-kreatin fosfat (fosfagen / ATP-CP) dan (b) sistem asam laktat. 2. Sistem aerobik

22 Sistem ATP - CP (fosfagen) Adenosin trifosfat (ATP) merupakan sumber energi yang terdapat di dalam sel-sel tubuh terutama sel otot yang siap dipergunakan untuk aktifitas otot. Jumlah ATP yang tersimpan di otot hanya sedikit, berguna untuk latihan fisik maksimal beberapa detik. Ketika ATP terurai menjadi adenosin difosfat (ADP) dan adenosis monofosfat (AMP), dihasilkan energi yang dapat digunakan untuk kontraksi otot skeletal selama latihan fisik. Tiap molekul ATP yang terurai diperkirakan besarnya 7 12 kalori. 10 Disamping ATP, otot skeletal juga mempunyai senyawa fosfat berenergi tinggi lain yaitu kreatin fosfat (CP), yang dapat digunakan untuk menghasilkan ATP. Gabungan antara ATP dengan kreatin fosfat (CP) disebut sistem energi fosfagen. Sistem ini berguna untuk menggerakkan otot 8 10 detik, misalnya pada olah raga lari 100 meter. Sistem ATP-CP merupakan sistem anaerobik dimana ATP dan CP dapat diuraikan tanpa adanya oksigen. 10, Sistem asam laktat Glikogen pada otot dapat dipecah menjadi glukosa yang kemudian digunakan sebagai energi. Proses ini disebut dengan glikolisis, dimana terjadi tanpa menggunakan oksigen disebut sebagai metabolisme anaerobik. Selama glikolisis, tiap glukosa pecah menjadi asam piruvat, kemudian asam piruvat ini masuk mitokondria sel otot dan bereaksi dengan O 2 untuk membentuk ATP. Pada saat O 2 tidak cukup, metabolisme glukosa yang terjadi adalah asam piruvat berubah menjadi asam laktat yang kemudian berdifusi keluar dari sel otot masuk ke cairan intertisial dan aliran darah. 21

23 2.5.3 Sistem aerobik Sistem aerobik membutuhkan O 2 untuk menguraikan glikogen/glukosa menjadi CO 2 dan H 2 O melalui siklus Krebs (tricarboxyclic acid cycle = TCA) dan sistem transport elektron. Glikogen atau glukosa diuraikan menjadi asam piruvat dan dengan adanya O 2 maka asam laktat tidak menumpuk. Asam piruvat yang terbentuk selanjutnya memasuki siklus Krebs. 21 Sistem aerobik menghasilkan ATP lebih lambat daripada sistem ATP-CP dan asam laktat, tetapi produksi ATP jauh lebih besar. Pemecahan 1 mol atau 180 gram glikogen, pada keadaan oksigen cukup tersedia, dihasilkan energi sebanyak 39 mol ATP. Bahan yang dapat diuraikan pada sistem aerobik berasal dari glikogen, lemak atau protein (asam amino). 10 Hati Jaringan Lemak Otot aktif Paru Glikogen trigliserida Trigliserida Asan amino Oksigen Glukosa Trigliserida/ As. lemak Asan amino Oksigen Darah Glikogen otot Asetil-KoA Asam laktat ATP ATP Siklus Krebs & Sistem transport elektron CO2 H2O ATP Phosphocreatine ATP Energi untuk kontraksi otot Gambar 1. Diagram urutan sistem penggunaan energi Sumber : Laurentia Mihardja 10

24 Gambar 2. Siklus Krebs Sumber : Ganong WF Pengaruh latihan fisik terhadap sistem kardiovaskular Latihan fisik merupakan stres fisiologi yang dapat menimbulkan kelainan yang tidak ada pada saat istirahat dan dapat digunakan untuk menentukan fungsi jantung. Fungsi kardiovaskular pada latihan fisik adalah untuk mengirim O 2 dan nutrisi ke 12, 21,22 otot, sehingga aliran darah otot meningkat secara drastis selama latihan fisik. Perubahan yang terjadi pada sistem kardiovaskular selama latihan fisik dibagi atas dua, yaitu pada jantung, dan sirkulasi perifer. Perubahan pada jantung terdiri dari peningkatan denyut jantung, peningkatan curah jantung (cardiac output), dan peningkatan pada aliran koronaria. 20

25 Perubahan pada jantung Peningkatan denyut jantung sesuai dengan beratnya latihan fisik. 14 Peningkatan denyut jantung terutama disebabkan oleh tonus vagal yang menurun daripada peningkatan rangsangan simpatis. Rangsangan simpatis disebabkan oleh perintah beberapa pusat diotak dan mekano reseptor di otot yang menimbulkan takikardi, kontraksi otot jantung dan vasokonstriksi. Peningkatan denyut jantung juga dipengaruhi oleh sekresi adrenalin pada awal latihan fisik dan peningkatan suhu tubuh pada latihan fisik yang berlanjut. 23,24 Peningkatan denyut jantung menyebabkan peningkatan volume per menit curah jantung. Dimana peningkatan curah jantung lebih sering disebabkan oleh peningkatan denyut jantung dan isi sekuncup (stroke volume). Namun, peningkatan curah jantung ini lebih besar disebabkan oleh meningkatnya denyut jantung daripada peningkatan isi sekuncup. Dimana, peningkatan isi sekuncup hanya sebesar 10 35% dari nilai normal sedangkan peningkatan denyut jantung 70%. 20,21 Terdapat beberapa variabel yang dapat mempengaruhi denyut jantung selama latihan fisik, yaitu : tipe latihan fisik, posisi tubuh selama latihan fisik, jenis kelamin, kesehatan subyek, dan kondisi lingkungan (panas, dingin dan kelembaban). 12 A. Pengaruh tipe latihan fisik terhadap sistem kardiovaskular Terdapat 3 tipe latihan fisik atau kontraksi otot yang dapat mempengaruhi sistem kardiovaskular yaitu : 1. isometrik (statik), 2. isotonik (dinamik), 3. resistens (gabungan isometrik dan isotonik). 22 Latihan fisik isometrik (statik) adalah kontraksi otot tanpa pergerakan, yang menimbulkan peningkatan pada tekanan daripada beban volume pada jantung. Respon sistem kardiovaskular akut terhadap latihan fisik isometrik berbeda dengan

26 isotonik. Kebutuhan O 2 dalam mempertahankan kontraksi otot tanpa melakukan kerja eksternal adalah lebih rendah. Pada latihan fisik isometrik, VO 2 penting dipertahankan dengan peningkatan yang lebih kecil pada curah jantung. Peningkatan pada aliran regional terbatas, oleh karena vasodilatasi lokal akibat penekanan mekanik pada pembuluh darah selama kontraksi otot. Akibatnya tekanan darah meningkat dan tidak ada peningkatan venous return dan biasanya isi sekuncup menurun. 23 Latihan fisik isotonik (dinamik) adalah kontraksi otot yang menimbulkan pergerakan untuk meningkatkan beban volume ke jantung. Respon akut sistem kardiovaskular terhadap latihan fisik isotonik/dinamik ini dilakukan melalui adaptasi sentral dan perifer yang menimbulkan peningkatan pengiriman O 2 ke otot. Contoh latihan fisik isotonik adalah jalan kaki, berlari, bersepeda dan berenang. Selama latihan fisik isotonik akut, seperti berlari, resistensi vaskular perifer total menurun sehingga menimbulkan vasodilatasi pada pembuluh darah di otot selama latihan fisik dan menyebabkan afterload berkurang dan curah jantung terutama didistribusikan kembali ke otot yang aktif. Latihan fisik resistens adalah aktifitas yang menggunakan gerakan berulang yang ringan atau sedang dan menimbulkan peningkatan tekanan pada otot. Respon sistem kardiovaskular akut terhadap latihan fisik ini ditentukan 11, 22, 23 oleh komponen isotonik dan isometrik. B. Pengaruh posisi tubuh terhadap sistem kardiovaskular Pada latihan fisik tertentu, posisi tubuh dapat mempengaruhi denyut jantung. Hal ini sering dilakukan terhadap atlit bersepeda pada saat mengalami perubahan posisi dari posisi aerodinamik ke posisi tegak. Dimana pada posisi tegak, akan mengakibatkan berkurangnya volume darah ke jantung sehingga menyebabkan isi

27 sekuncup berkurang. Isi sekuncup yang berkurang diikuti dengan peningkatan denyut jantung untuk mempertahankan keadaan curah jantung yang tetap. 24 C. Pengaruh jenis kelamin dan umur terhadap sistem kardiovaskular Terdapat beberapa literatur yang menyatakan perbedaan jenis kelamin terhadap kardiovaskular. 25 Hargreaves, M 15 mengatakan bahwa Ogawa dkk melaporkan bahwa ukuran jantung wanita lebih kecil sehingga menyebabkan isi sekuncup yang kecil, curah jantung yang rendah dan denyut jantung submaksimal yang tinggi dibandingkan pada pria. Turley KR, dkk melaporkan bahwa respons kardiovaskular terhadap latihan fisik berbeda pada anak dan orang dewasa dan perbedaan ini berhubungan dengan ukuran jantung dan jumlah otot yang lebih kecil pada anak. 26 D. Pengaruh llingkungan terhadap sistem kardiovaskular Besar pengaruh panas terhadap sistem kardiovaskular tergantung pada beberapa variabel, seperti hipertermia, hidrasi, status latihan dan posisi tubuh. Respon sistem kardiovaskular terhadap panas selama latihan fisik adalah menimbulkan penurunan pada isi sekuncup, peningkatan denyut jantung, dimana keadaan ini bertujuan untuk mempertahankan curah jantung Perubahan pada sirkulasi perifer Tekanan darah sistolik biasanya meningkat pada latihan fisik isotonik sedang, dan tekanan darah diastolik umumnya menurun dan tekanan darah rata rata tidak mengalami banyak perubahan, tetapi pada beberapa kasus mungkin menurun. Hal ini disebabkan karena tekanan darah sistolik lebih banyak tergantung pada curah jantung sehingga bila curah jantung meningkat, maka tekanan darah sistolik juga meningkat. Sedangkan tekanan darah diastolik lebih banyak bergantung pada tahanan perifer. Selama otot melakukan latihan fisik, tahanan vaskular perifer

28 menurun, sehingga tekanan darah diastolik juga menurun. Pada latihan fisik isometrik otot mengalami kontraksi tetapi tidak mengalami pemendekan, kedua tekanan darah baik sistolik maupu diastolik meningkat. 23 Selama otot melakukan latihan fisik, terjadi pengaturan kembali sirkulasi besar berupa vasodilatasi pada otot skeletal dan vasokonstriksi pada organ lain. Pembuluh darah otot tertekan pada saat otot kontraksi sehingga menimbulkan iskemia sementara dan pada saat relaksasi terjadi vasodilatasi berat. 20 Gambar 3. Kontrol sistem kardiovaskular selama latihan fisik Sumber : Guyton AC & Hall JE 21

29 2.7. Pengaruh latihan fisik terhadap sistem pernafasan (respirasi) Selama latihan fisik, jumlah oksigen yang masuk ke aliran darah pada paru meningkat karena jumlah oksigen yang ditambahkan pada tiap unit darah dan aliran darah paru per menit meningkat. 27,28 Pada permulaan latihan fisik, terdapat kenaikan ventilasi yang tiba tiba, selanjutnya diikuti oleh kenaikan yang perlahan. Pada latihan fisik sedang, peningkatan ventilasi terutama disebabkan pada dalamnya pernafasan, kemudian diikuti oleh peningkatan kecepatan pernafasan pada latihan fisik berat. Peningkatan yang mendadak pada permulaan latihan fisik diduga disebabkan karena rangsangan psikis dan impuls aferen propioreseptor dalam otot, tendon dan sendi sendi. Peningkatan yang lebih perlahan diduga karena humoral, sungguhpun ph arteri, PCO 2, dan PO 2 tetap konstan selama latihan fisik sedang. Peningkatan ventilasi sebanding dengan peningkatan konsumsi oksigen, tetapi mekanisme yang bertanggung jawab untuk perangsangan pernafasan ini tetap merupakan masalah yang masih banyak dipertentangkan. Peningkatan suhu tubuh mungkin berperan. Mungkin sensitivitas pusat pernafasan terhadap CO 2 meningkat sehingga walaupun PCO2 rata rata tidak meningkat, CO 2 inilah yang bertanggung jawab untuk peningkatan ventilasi. Oksigen juga berperan sebagian walaupun kekurangan oksigen menurunkan PO 2 arteri. 15,27,29 Pada saat latihan fisik berat, pendaparan (buffer) karena peningkatan jumlah asam laktat yang dihasilkan mengeluarkan lebih banyak CO 2, dan lebih lanjut hal ini meningkatkan ventilasi. Dengan meningkatnya pembentukan asam, ventilasi meningkat dan pembentukan CO 2 tetap sebanding. Jadi, CO 2 alveolar dan CO 2 arteri relatif hanya sedikit berubah dan PO 2 alveolar menurun. Dengan penimbunan

30 asam laktat lebih lanjut, peningkatan ventilasi melebihi pembentukan CO 2 dan PCO 2 alveolar juga turun, demikian juga PCO 2 arteri Volume oksigen maksimal (VO 2 maks) Volume oksigen maksimal (VO 2 maks) merupakan ukuran yang sering digunakan pada kebugaran aerobik dan menunjukkan rata-rata energi maksimal yang ditimbulkan oleh sistem energi aerobik. 15 VO 2 maks adalah jumlah O 2 yang dapat dikonsumsi oleh seseorang pada saat sedang bekerja keras maksimal. VO 2 maks ditentukan oleh kemampuan sistem pernafasan dan kardiovaskular terhadap pengiriman oksigen ke otot skeletal yang mengalami kontraksi serta kemampuan otot dalam mengkonsumsi oksigen. Pengukuran VO 2 maks biasanya digunakan untuk menilai ketahanan latihan fisik. Dimana, VO 2 maks dapat dipengaruhi oleh umur, seks, kebiasaan latihan fisik, herediter dan status klinis. 15,20,30,31 Selama latihan fisik maksimal, denyut jantung dan isi sekuncup meningkat sekitar 95% dari nilai maksimal. Oleh karena curah jantung adalah isi sekuncup dikalikan denyut jantung, maka curah jantung juga meningkat. VO 2 maks lebih banyak dipengaruhi oleh sistem jantung dibandingkan sistem pernafasan. Hal ini disebabkan oleh karena jumlah oksigen yang digunakan tubuh tidak pernah melebihi nilai rata-rata oksigen yang dikirim oleh sistem jantung ke jaringan. Alasan ini menunjukkan bahwa ketahanan seseorang dalam melakukan latihan fisik terutama tergantung pada jantung mereka oleh karena ini berhubungan dengan pengiriman oksigen yang adekuat ke otot selama latihan fisik. 21

31 2.9. Transpor oksigen Transpor oksigen merupakan bagian dari respirasi eksternal, yaitu tahap pengangkutan oksigen dari paru paru ke jaringan. Respirasi eksternal meliputi pertukaran udara antara atmosfir dan paru paru, pertukaran oksigen dan karbon dioksida antara paru paru dan darah, pengangkutan oksigen dan karbon dioksida oleh darah dan pertukaran gas antara darah dan sel sel jaringan. 24 Oksigen diangkut oleh darah sebagian besar (sekitar 97%) dalam bentuk terikat dengan hemoglobin, dan sisanya dalam bentuk terlarut dalam plasma. 32 Sekitar 0,17 ml oksigen secara normal ditranspor dalam keadaan terlarut ke jaringan oleh tiap 100 ml plasma darah dan lebih kurang 5 ml oksigen yang ditranspor oleh hemoglobin. Oleh karena itu, sejumlah oksigen dalam bentuk terlarut yang ditranspor ke jaringan adalah kecil, hanya sekitar 3% dari jumlah total bila dibandingkan dengan 97% yang ditranspor oleh hemoglobin. Selama kerja berat, bila transpor meningkat 3 kali lipat, jumlah relatif yang ditranspor dalam bentuk terlarut turun menjadi 1,5%. Bila seseorang bernafas dengan oksigen pada tekanan parsial oksigen alveolus (PAO 2 ) yang sangat tinggi, jumlah yang ditranspor dalam bentuk terlarut dapat menjadi berlebihan, sehingga terjadi kelebihan oksigen dalam jaringan. 24 Pertukaran gas terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial masing masing gas antara atmosfir dan tekanan parsial gas tersebut di alveolus paru paru. Gas tersebut bergerak dari tempat dengan tekanan tinggi ke tempat yang tekananannya rendah. Tekanan parsial oksigen di atmosfir yaitu sekitar 160 mmhg dan di alveolus sekitar 100 mmhg, sehingga terdapat selisih tekanan sebesar 60 mmhg dan perbedaan tekanan parsial inilah yang menyebabkan oksigen masuk dari

32 atmosfir ke alveolus. 32 Besarnya tekanan parsial oksigen di alveolus (PAO2) dapat dihitung dengan persamaan, PAO 2 = (PB PH 2 O) FiO 2 PCO 2 x 1/RQ Dimana : 31 PAO 2 PB FiO 2 = Tekanan parsial oksigen alveolus = Tekanan barometer pada permukaan laut (760 mmhg) = Fraksi oksigen saat inspirasi PaCO 2 = Tekan parsial CO 2 di arteri RQ PH 2 O = Respiratory quotient = Tekanan uap air (57 mmhg) Difusi molekul oksigen di antara udara alveolus dan darah paru ditentukan oleh perbedaan tekanan parsial oksigen di alveolus (PAO 2 ) dan arteri (PaO 2 ), luas area untuk berdifusi, ketebalan membran difusi dan jarak difusi. PAO 2 gas oksigen dalam alveolus adalah 104 mmhg, sedangkan PaO 2 sekitar 95 mmhg. Perbedaan tekanan ini yang menyebabkan oksigen berdifusi dari alveolus dan arteri atau P(A-a)O 2 normalnya <20 mmhg. Jika perbedaannya >60 mmhg berarti terjadi gangguan difusi. Pengangkutan oksigen dalam tubuh melibatkan fungsi paru dan oksigen yang ditranspor ke jaringan tergantung dari jumlah oksigen yang masuk ke paru paru, difusi oksigen antara alveolus dan arteri, aliran darah ke jaringan dan kemampuan darah dalam mengangkut oksigen. 31 Transpor oksigen dalam darah ada 2 bentuk yaitu terlarut dalam plasma dan terikat dengan hemoglobin. Sesuai dengan hukum Henry, jumlah oksigen yang larut dalam plasma berhubungan langsung dengan PaO 2. Karena oksigen relatif tidak larut dalam air, maka hanya 3 ml oksigen yang diangkut dalam bentuk terlarut setiap 1 L darah pada PaO mmhg atau 0,003 ml oksigen dalam 1 ml darah. 24,27,31

33 Selain terlarut dalam plasma, oksigen diangkut hemoglobin dan bersifat reversibel. Secara sederhana ikatan kimia oksigen dan hemoglobin adalah : 27 O 2 + Hb HbO 2 Oksigen terikat pada sisi hem dari hemoglobin. Presentasi sisi hem hemoglobin yang mengikat oksigen tersebut disebut saturasi oksigen (SaO 2 ). Bagian hem dari molekul hemoglobin mampu mengikat empat molekul oksigen. Saturasi oksigen tidak menunjukkan jumlah total oksigen dalam darah, karena tidak semua oksigen terikat dengan hemoglobin. 30 Saturasi oksigen dipengaruhi terutama oleh tekanan oksigen (PaO 2 ). Hubungan antara saturasi oksigen (SaO 2 ) dengan PaO 2 digambarkan dalam grafik yang dikenal dengan kurva disosiasi. Disampng PaO 2, SaO 2 juga dipengaruhi oleh suhu, ph, PaCO 2, dan kadar enzim 2,3-DPG. Dimana peningkatan suhu, PaCO 2, 2,3 - DPG dan penurunan ph darah akan menurunkan afinitas hemoglobin terhadap oksigen dan menyebabkan kurva disosiasi bergeser kekanan, begitu pula sebaliknya. 31 Darah pada orang normal mengandung hemoglobin hampir 15 gam dalam tiap 100 ml darah, dan tiap gram hemoglobin dapat berikatan dengan maksimal kira kira 1,34 ml oksigen. Olah karena itu, rata rata hemoglobin dalam 100 ml darah dapat bergabung dengan total sekitar 20 ml oksigen bila tingkat kejenuhan 100%. Ini biasanya dinyatakan sebagai 20% volume. 30 Selain kemampuan darah dalam mengangkut oksigen, transpor oksigen juga ditentukan oleh aliran darah ke jaringan dan ini dikenal dengan oxygen delivery (DO 2 ). Oxygen delivery adalah jumlah oksigen yang diangkut ke jaringan setiap menit dan ini merupakan salah satu fungsi utama kardiorespirasi. Jumlah oksigen yang ditranspor dari paru paru ke jaringan tergantung dari aliran darah ke jaringan

34 dan kandungan oksigen dalam darah (oxygen content). Oxygen content disebut sebagai jumlah total oksigen yaitu jumlah oksigen yang terlarut dalam plasma ditambah oksigen yang terikat dengan hemoglobin. Jumlah total oksigen yang dipergunakan setiap menit untuk keperluan jaringan ditentukan oleh jumlah oksigen yang ditranspor setiap 100 ml darah dan kecepatan aliran darah Pengosongan lambung dan absorpsi cairan Kecepatan nutrisi termasuk di dalamnya air dan elektrolit masuk ke dalam darah sistemik tergantung pada laju pengosongan lambung dan laju absorpsi cairan dari usus halus. Dalam keadaan biasa terdapat keseimbangan antara laju pengosongan lambung dengan laju absorpsi usus halus. 33 Sesungguhnya bagaimana sistem hormonal dan persyarafan terlibat dalam pengaturan pengosongan lambung saat makanan / minuman melewati organ ini belum sepenuhnya dapat dijelaskan. Sementara latihan fisik / olah raga berlangsung, suplai darah ke sistem gastrointestinal akan berkurang sehingga laju pengosongan / absorpsi cairan dari usus diperkirakan juga berkurang. Olah raga ringan hingga sedang (VO 2 maks < 70-80%) tidak berpengaruh pada laju pengosongan lambung dan absorpsi cairan pada usus halus, sementara olahraga berat (VO 2 maks > 70-80%) memberi dampak berupa perlambatan. Secara fisiologis makanan yang masuk ke dalam tubuh dapat dikosongkan oleh lambung dalam waktu 3 4 jam. Beberapa saat setelah makan, kegiatan ringan seperti jalan kaki, bahkan lari joging, dapat menyebabkan laju pengosongan lambung berlangsung 38% lebih cepat dibandingkan dalam keadaan istirahat. 2

35 Beberapa faktor yang diketahui berpengaruh terhadap laju pengosongan isi lambung tertera pada tabel 2. Tabel 2. Beberapa faktor yang mempengaruhi laju pengosongan isi lambung Faktor Volume Kandungan kalori Osmolalitas ph Intensitas kegiatan Stres Dehidrasi Pengaruh Pertambahan volume, meningkatkan laju pengosongan Semakin besar kalori, menurunkan laju pengosongan Pertambahan osmolalitas memperlambat laju pengosongan Pertambahan nilai keasaman mengurangi laju pengosongan Pertambahan intensitas menurunkan laju pengosongan Pertambahan tiungkat stres menurunkan laju pengosongan Tingkat dehidrasi berbanding terbalik dengan laju pengosongan Sumber : Nieuwenhoven V, Brummer RM, Brouns F 33 Sementara orang berolahraga, keseimbangan cairan tidak selalu dapat dipertahankan. Ini disebabkan baik oleh karena jumlah produksi keringat yang melampaui laju pengosongan cairan oleh lambung, juga akibat olahragawan mengkonsumsi cairan kurang memadai. Pada waktu olahraga berlangsung, laju pengosongan lambung dapat mencapai 1 L/jam. 2 Untuk antisipasi atau mengurangi risiko timbulnya dehidrasi dan gangguan elektrolit, American Collage of Sport Medicine manganjurkan untuk mengkonsumsi cairan sebanyak ml sebelum melakukan olahraga. Untuk latihan fisik yang berlangsung singkat, dikutip dari 34 sebaiknya cairan dikonsumsi 30 menit sebelum latihan fisik Manfaat minuman beroksigen pada latihan fisik Sekitar 70% massa tubuh manusia adalah air. Air bukan merupakan sumber energi tubuh. Namun, peran air sangat penting dalam metabolisme. Fungsi utama air dalam metabolisme adalah sebagai pelarut dan perantara atau medium yang

36 mempertemukan biomolekul seperti antibodi antigen, enzim subtrat. Oleh karena itu metabolit yang ada harus bisa dibawa air, walaupun metabolit itu sukar larut seperti oksigen. Kelarutan oksigen dalam air sangat rendah, karena oksigen bersifat nonpolar. Kelarutan oksigen dalam air terjadi akibat molekul oksigen terjebak di dalam struktur cincin molekul air cair. Akibat orientasi molekul air berfluktuasi sangat cepat, struktur air cendrung tidak teratur, karena itu oksigen terlarut mudah lepas. Pada suhu 0 0 C, kelarutan oksigen dalam 100 g air adalah 6,945 mg (69,45 ppm). Kelarutan oksigen ini berkurang dengan peningkatan suhu misalnya pada suhu 30 0 C kelarutan oksigen turun menjadi 35,88 ppm. Bahkan pada suhu C, tidak ada lagi oksigen yang terlarut dalam air. 32 Pada penelitian terhadap salah satu merek air minuman beroksigen memperlihatkan, setelah dibuka selama 3 hari, kandungan oksigen yang semula 120 ppm turun menjadi 80 ppm. Bila itu terjadi, maka air beroksigen tersebut akhirnya berubah menjadi air biasa. 16 Oksigen diperlukan tubuh untuk reaksi oksidasi. Pada manusia, oksigen diangkut melalui darah oleh hemoglobin dari paru paru ke jaringan. Minuman beroksigen mampu berdifusi ke dalam darah melalui absorpsi di saluran intestinal dan mukosa lainnya setelah dikonsumsi. Pada penelitian terdahulu ditemukan adanya peningkatan kadar oksigen dalam darah setelah pemberian minuman beroksigen dengn kadar 80 ppm pada kelinci. 16 Penelitian Jenkins A, dkk (2002) melaporkan bahwa dijumpai peningkatan waktu ketahanan sebesar 11% pada latihan fisik yang mengkonsumsi minuman beroksigen. 35

37 2.12. Kerangka konseptual penelitian Latihan fisik / olah raga adalah pergerakan tubuh yang dilakukan oleh otot dengan terencana dan berulang yang menyebabkan peningkatan pemakaian energi dengan tujuan untuk memperbaiki kebugaran fisik. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi latihan fisik, yaitu jenis latihan fisik, lingkungan, cairan dan BMI (Body Mass Index). Pada penelitian ini ke tiga faktor tersebut (BMI, lingkungan dan cairan) dipertimbangkan dalam penelitian ini. Adapun latihan fisik yang dilakukan adalah berupa treadmill yang merupakan latihan fisik/olah raga aerobik (lebih 4 menit). Selama latihan fisik, ada tiga sistem yang memberi respon atau pengaruh dari latihan fisik tersebut, yaitu sistem kardiovaskular, sistem pernafasan dan sistem otot skeletal. Pada sistem kardiovaskular,yang mengalami perubahan saat latihan fisik adalah jantung dan sirkulasi perifer. Pada jantung, terjadi peningkatan denyut jantung dan curah jantung. Kemudian diikuti oleh perubahan pada sirkulasi perifer berupa peningkatan tekanan darah. Pada sistem pernafasan, terjadi peningkatan ventilasi yang ditandai dengan peningkatan frekuensi pernafasan, PCO 2 dan PO 2 masih dalam batas normal. Meskipun pembagian latihan fisik terdiri dari aerobik dan anaerobik, tapi sering kedua jenis latihan fisik tersebut terdapat bersamaan. Bila latihan fisik menggunakan sistem energi anaerobik (asam laktat), maka terjadi penurunan pada ph. Pada latihan fisik juga terjadi peningkatan kebutuhan oksigen yang digunakan untuk kontraksi otot selama latihan fisik. Hal ini terlihat pada sistem otot skeletal yang membutuhkan energi yang tinggi untuk dikirim ke jaringan otot selama latihan fisik.

38 Selain ke tiga sistem di atas, volume oksigen maksimal (VO 2 maks) juga mengalami perubahan berupa peningkatan VO 2 maks selama latihan fisik yang lebih banyak dipengaruhi oleh curah jantung. Transpor oksigen merupakan bagian dari respirasi eksternal, yaitu tahap pengangkutan oksigen dari paru paru ke jaringan. Oksigen diangkut oleh darah sebagian besar (sekitar 97%) dalam bentuk terikat dengan hemoglobin, dan sisanya dalam bentuk terlarut dalam plasma. Oksigen diperlukan tubuh untuk reaksi oksidasi. Pada manusia, oksigen diangkut melalui darah oleh hemoglobin dari paru paru ke jaringan. Minuman beroksigen adalah minuman yang mengandung 7-10 kali oksigen lebih banyak dari air biasa. Air beroksigen ini mampu berdifusi ke dalam darah melalui absorpsi di saluran intestinal dan mukosa lainnya setelah dikonsumsi. Sehingga diharapkan air tersebut dapat memberikan tambahan oksigen selama melakukan latihan fisik yang menyebabkan denyut jantung tidak meningkat, namun kebutuhan akan oksigen terpenuhi sehingga tidak terjadi kelelahan yang cepat. Oleh karena oksigen yang diperoleh adalah berupa minuman yang masuk ke saluran cerna kemudian masuk ke pembuluh darah dan selanjutnya dikirim ke jaringan, dalam hal ini adalah otot skeletal, maka dalam penyerapannya di saluran cerna, terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhinya seperti tertera pada tabel di atas.

39 Air beroksigen Latihan fisik Pengosongan lambung & absorpsi cairan Sistem kardiovaskular Faktor yang berpengaruh : - Jenis latihan fisik - Lingkungan - Cairan - BMI Sistem Respirasi Tekanan Darah Denyut jantung Sistem Otot skeletal Frekuensi nafas Curah jantung Energi PO 2 N PCO 2 N Volume oksigen maks (VO 2 maks) Kebutuhan oksigen (O 2 uptake) ph Keterangan : ruang lingkup penelitian Pengaruh langsung Gambar 4. Kerangka konseptual penelitian

40 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Desain penelitian Penelitian ini bersifat uji klinis acak tersamar ganda untuk mengetahui perbedaan denyut jantung murid laki laki di SLTP Aek Nabara Selatan pada pemberian minuman beroksigen dengan plasebo selama latihan fisik Tempat dan waktu Penelitian dilakukan di RS Rantau Prapat Kabupaten Labuhan Batu Sumatera Utara. Kegiatan penelitian dilaksanakan pada bulan April Populasi penelitian Populasi adalah anak Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama (SLTP) yang berumur tahun Sampel dan cara pemilihan sampel Sampel penelitian adalah anak SLTP yang berumur tahun yang ada di wilayah PTPN III Aek Nabara Selatan Kabupaten Labuhan Batu Sumatera Utara Anak SLTP Aek Nabara yang diikutkan dalam penelitian diambil secara acak sederhana yaitu dengan mencabut nomor.

41 3.5. Perkiraan besar sampel Adapun besarnya sampel ditentukan dengan rumus: n1 = n2 = 2 (Zα + Zβ)S 2 (X1 X2) S = Simpang baku dari kedua kelompok = 6 Zα = Tingkat kepercayaan 95% = 1,96 Zβ = Kekuatan uji = 80% = 0,20 = 0,842 X1 X2 = Perbedaan klinis yang diinginkan = 5,5 Dengan menggunakan rumus diatas didapat jumlah sampel 19 orang per kelompok 3.6. Kriteria inklusi dan ekslusi Kriteria inklusi 1. Anak sehat berdasarkan pemeriksaan fisik diagnostik 2. Anak laki laki dengan BMI (Body Mass Index) antara Mendapat persetujuan orang tua 4. Disetujui komite etik Kriteria eksklusi 1. Tidak bersedia mengikuti penelitian 2. Menolak minuman yang diberikan 3. Anak perempuan

42 3.7. Bahan dan cara kerja 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. Minuman beroksigen SuperO 2 7. Air putih Aqua 8. Treadmill series 2000 treadmill, Marquet Medical Sistem Inc Cara kerja : 1. Subyek yang diikutsertakan dalam penelitian ini adalah anak laki laki yang berumur tahun dengan nilai IMT antara 16 sampai 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.

43 3. Sesudah itu dilakukan pemeriksaan kesehatan secara fisik diagnostik, untuk menentukan anak dalam 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 minuman beroksigen dan 20 orang mendapat air putih. Tiga puluh menit sebelum latihan fisik dilakukan, subyek diberi minuman 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 cc dengan spuit sebelum minum, kemudian darah dimasukkan 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 dan memakai protokol modifikasi Bruce, yaitu: a) pemanasan berupa latihan dengan berjalan di treadmill selama 2 menit. a) latihan pada tahap I dengan kecepatan 1,73 mil / jam dan dengan kemiringan 10 dan selama 3 menit. b) latihan tahap II dengan kecepatan ditambah menjadi 2,5 mil / jam dan dengan kemiringan 12 c) latihan pemulihan dengan berjalan diatas treadmill dengan kecepatan dan kemiringan yang diturunkan kembali. Tes

44 latihan fisik dengan treadmill berlangsung di bawah bimbingan dan pemantauan oleh seorang tenaga terlatih. 7. Selama latihan fisik dilakukan, suhu ruangan dipertahankan antara 22 sampai 24 C. 8. Pemantauan dan perekaman denyut jantung dilakukan dengan alat EKG merek Cardiosys, diukur denyut jantung pada saat istirahat yaitu denyut jantung yang diukur sebelum latihan fisik dimulai dalam kondisi istirahat tenang, denyut jantung puncak aktifitas yaitu denyut jantung diukur pada akhir tahap 2, denyut jantung fase pemulihan dicatat pada saat akhir latihan pemulihan selesai dilakukan. Pemasangan alat, pengoperasian alat serta perekaman hasil EKG dilakukan oleh seorang operator yang dibantu oleh asisten penelitian yang terlatih tanpa mengetahui perlakuan yang diberikan sebelumnya pada subyek. 9. Sesudah selesai melakukan latihan fisik dalam keadaan duduk dilakukan pemeriksaan darah kembali Definisi Operasional Latihan fisik pada penelitian ini adalah latihan fisik dengan menggunakan treadmill yang kecepatannya bertambah setiap 2 menit dengan lamanya 10 menit Sehat adalah anak yang sehat jasmani dan rohani. Pada penelitian ini subyek tidak sedang menderita penyakit berdasarkan pemeriksaan fisik diagnostik.