KONSUMSI MINUMAN BEROKSIGEN DAN DAMPAKNYA TERHADAP PERFORMA SAAT BEROLAHRAGA, PROFIL LIPID, GLUKOSA DARAH DAN SGOT/SGPT WIRASUWASTI NUGRAHANI

Transkripsi

1 KONSUMSI MINUMAN BEROKSIGEN DAN DAMPAKNYA TERHADAP PERFORMA SAAT BEROLAHRAGA, PROFIL LIPID, GLUKOSA DARAH DAN SGOT/SGPT WIRASUWASTI NUGRAHANI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Konsumsi Minuman Beroksigen dan Dampaknya terhadap Performa saat Berolahraga, Profil Lipid, Glukosa Darah dan SGOT/SGPT adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juni 2013 Wirasuwasti Nugrahani NIM F

3 RINGKASAN WIRASUWASTI NUGRAHANI. Konsumsi Minuman Beroksigen dan Dampaknya terhadap Performa saat Berolahraga, Profil Lipid, Glukosa Darah dan SGOT/SGPT. Dibimbing oleh ENDANG PRANGDIMURTI dan FRANSISKA RUNGKAT ZAKARIA. Olahraga adalah aktivitas yang memerlukan energi lebih banyak dibandingkan aktivitas normal lainnya. Metabolisme pembentukan energi berupa ATP berkaitan dengan keberadaan oksigen. Konsumsi oksigen meningkat hingga melebihi kapasitas paru-paru saat berolahraga menyebabkan pernafasan secara aerob (memerlukan oksigen) beralih menjadi anaerob (tanpa oksigen). Pernafasan anaerob menghasilkan laktat yang memicu kelelahan. Manfaat air minum beroksigen terhadap performa saat berolahraga telah banyak dikaji. Beberapa studi melaporkan bahwaair minumtersebut dapat mempengaruhi performa saat berolahraga, namun sebagian menunjukkan hasil tidak memberikan pengaruh. Kekuatiran terhadap dampak negatifnya telah diteliti. Studi yang ada menunjukkan bahwa air minum beroksigen tidak beresiko menimbulkan radikal bebas dan tidak menimbulkan kerusakan pada hati, sel darah, sel imun maupun DNA. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh konsumsi berbagai konsentrasi minuman beroksigen, pada jangka pendek dan jangka panjang terhadap performa berolahraga dan saturasi oksigen (SPO 2 ), juga pengaruh jangka panjang terhadap paramater yang berkaitan dengan pembentukan ATP, yaitu profil lipid (kolesterol, trigliserida, LDL, dan HDL) dan glukosa darah, serta pengaruhnya terhadap kesehatan hati (SGOT/AST dan SGPT/ALT). Penelitian dengan responden mahasiswa Institut Pertanian Bogor (IPB) yang gemar berolahraga dilakukan di Laboratorium Somatokinetika Universitas Negeri Jakarta (UNJ), Klinik dr Katili Bogor, dan IPB selama 8 bulan. Tahapan penelitian ini meliputi (1) pengajuan ethical clearance, (2) seleksi calon responden, (3) sosialisasi kepada para responden dan persetujuan inform consent, (4) percobaan jangka pendek, (5) percobaan jangka panjang, dan (6) pengolahan data. Rekrutmen calon responden berdasarkan kriteria inklusi dan eksklusi dan hasil pemeriksaan kesehatan (fisik, darah, fungsi jantung dan paru-paru). Adapun sosialisasi berisi tentang pemberian materi terkait minuman beroksigen dan praktek cara meminum sampel yang benar. Pada percobaan jangka pendek dan setelah jangka panjang, 12 responden mengkonsumsi 1 botol (385 ml) air minum beroksigen 50, 80 dan 130 ppm dan AMDK (kontrol) untuk jangka pendek dan 100 ppm untuk jangka panjang, yang diminum sekitar 15 menit sebelum dan sesaat setelah pengujian. Setiap responden melakukan 4 kali pengujian lari 10 km/jam pada hari yang berbeda menggunakan treadmill yang dihubungkan dengan alat uji kebugaran kardiorespiratori Fitmate (Cosmed). SpO 2 diukur pada ujung jari tangan menggunakan alat pulse oxymeter ri-fox Pulsoximeter (Riester) yang dilakukan sebelum (s1) dan setelah uji performa (s2), setelah meminum sampel kedua pada menit ke-0 (m0), 5 (m5), 10 (m10), dan 15 (m15). Pada percobaan jangka panjang, 17 responden mengkonsumsi 2 botol/hari sampel

4 air minum beroksigen (100 ppm). Selama intervensi dilakukan pula food recall, pemberian makan malam, memonitor kegiatan olahraga, penerimaan sensori, dan manfaat bagi kesehatan (subyektif). Darah yang diambil digunakan untuk analisis trigliserida, kolesterol, dan glukosa darah yang menggunakan metode kolorimetri enzimatis, adapun HDL menggunakan metode presipitasi dan kolorimetri enzimatis. LDL dihitung berdasarkan persamaan Friedewald. Analisis SGOT/SGPT dilakukan menggunakan metode kinetik. Minuman beroksigen yang diberikan tidak mempengaruhi performa saat berolahraga maupun SpO 2, namun nilai rata-rata VO 2 max dan waktu mencapai kelelahan pada perlakuan minuman beroksigen meningkat dibandingkan mengkonsumsi AMDK. VO 2 max yang dicapai pada perlakuan AMDK adalah ml/kg/menit, meningkat pada konsumsi air minum beroksigen 50, 80, 130 ppm (jangka pendek), dan 100 ppm (jangka panjang) berturut-turuf sebesar 48.89, 48.03, 47.40, dan ml/kg/menit. Kriteria pencapaian VO 2 max sangat kurang pada perlakuan AMDK (25%) juga paling tinggi dibandingkan perlakuan air minum beroksigen. Pada konsentrasi 50 dan 80 ppm (jangka pendek) tidak ada responden dengan kriteria tersebut. Adapun pada 130 ppm (jangka pendek) dan 100 ppm (jangka panjang) hanya 8.33% responden. Kriteria VO 2 max super terbanyak dicapai pada perlakuan jangka panjang sebesar 33.33% responden, sedangkan semua perlakuan jangka pendek hanya sebesar 25% responden. Waktu mencapai kelelahan pada perlakuan AMDK (10.34 menit) paling rendah dibandingkan dengan konsumsi air minum beroksigen, baik pada 50 ppm (11.18 menit), 80 ppm (11.27 menit), 130 ppm (10.93 menit), dan pada konsumsi jangka panjang (100 ppm), yaitu menit. Konsumsi jangka panjang menunjukkan juga perbaikan kolesterol ( menjadi mg/dl), LDL ( menjadi mg/dl) dan rasio kolesterol : HDL. Namun demikian, perbaikan tersebut masih dipengaruhi oleh pola makan dan intensitas aktivitas. Minuman beroksigen tidak mempengaruhi HDL, trigliserida dan glukosa darah serta kesehatan hati (SGOT/SGPT). Penerimaan sensori pada parameter rasa dan aroma hingga 21 hari intervensi masih rendah. Responden yang menyatakan suka hanya sebesar 23.5% (rasa) dan 35.3% (aroma). Adapun penerimaan warna cukup baik, yaitu 76.5% responden menyatakan suka. Manfaat kesehatan secara subyektif hanya dirasakan oleh 47.1% responden yang merasakan manfaat lebih baik. Kedua hal tersebut mengakibatkan kesediaan meminum kembali produk setelah intervensi rendah, yaitu: 64.7% responden yang bersedia, sisanya ragu-ragu (17.6%) dan tidak mau (17.6%). Kata kunci: glukosa darah, minuman beroksigen, performa berolahraga, profil lipid, SGOT/SGPT

5 SUMMARY WIRASUWASTI NUGRAHANI. Consumption of Oxygenated Water and It s Impact on Exercise Performance, Lipid Profile, Blood Glucose, and AST/ALT. Supervised by ENDANG PRANGDIMURTI dan FRANSISKA RUNGKAT ZAKARIA. Exercise requires more energy (ATP) than normal activities. Oxygen consumption increases, while lung capacity is limited. It causes anaerobic respiration which produces lactic acid that reduces exercise performance. The purpose of this study was to assess the effects of short-term and long-term drinking of oxygenated water on the exercise performance and oxygen saturation (SpO 2 ), lipid profile (cholesterol, triglycerides, LDL, and HDL) and blood glucose, as well as an influence on liver (AST/ALT). This study included (1) ethical clearance submission, (2) selection of potential respondents, (3) socialization and informed consent, (4) short-term experiment, (5) long-term trials, and (6) data processing. Recruitment of respondents was based on inclusion and exclusion criteria and medical check up. In the socialization, the right way of drinking samples was introduced. In the short-term and after long term experiments, twelve male student volunteers drank oxygenated water (50, 80 and 130 ppm) and normal water, 15 minutes before treadmill (10 Kmh) in Somatokinetika Laboratory of Jakarta State University. SpO 2 was measured before and after treadmill, and 0, 5, 10, 15 minutes after drinking. In the long-term, seventeen male student volunteers drank oxygenated water (100 ppm) for 21 days and lipid profile, blood glucose, and AST/ALT were analyzed. Before and after intervention, blood plasma was used to measure the parameters in the Laboratory Clinic of dr Katili. Cholesterol, triglycerides, and blood glucose analysis used enzymatic colorymetry method, while HDL analysis used enzymatic colorymetry and precipitation method. LDL was calculated by Friedewald equation and AST/ALT analysis used kinetic method. Oxygenated water had no effect on SpO 2 and exercise performance. Interestingly the average of VO 2 max and time to fatigue of those drank oxygenated water were higher than those drank normal water. VO 2 max (ml/kg/menit) increased from (normal water) to48.89 (50 ppm), (80 ppm), (130 ppm), and (long-term). Time to fatigue was be reached minutes (normal water), minutes (50 ppm), menit (80 ppm), 130 ppm (10.93 minutes) and minutes (long-term). Long-term effects also showed the improvements of cholesterol ( to mg/dl), LDL ( to mg/dl) and the ratio of cholesterol : HDL, however they were also influenced by diet and intensity of activity. HDL, triglycerides, and blood glucose was not affected by oxygenated water and had no harmful effect on the liver. Keywords: AST/ALT,blood glucose, exercise performance, lipid profile, oxygenated water

6 Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2013 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB.

7 KONSUMSI MINUMAN BEROKSIGEN DAN DAMPAKNYA TERHADAP PERFORMA SAAT BEROLAHRAGA, PROFIL LIPID, GLUKOSA DARAH DAN SGOT/SGPT WIRASUWASTI NUGRAHANI F Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pangan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013

8 Penguji di luar Komisi Pembimbing pada Ujian Tesis: Dr Didah Nur Faridah, STP, MSi

9 Judul Tesis : Konsumsi Minuman Beroksigen dan Dampaknya terhadap Performa saat Berolahraga, Profil Lipid, Glukosa Darah dan SGOT/SGPT Nama : Wirasuwasti Nugrahani NIM : F Disetujui oleh Komisi Pembimbing Dr Ir Endang Prangdimurti, MSi Ketua Prof Dr Ir Fransiska R Zakaria, MSc Anggota Diketahui oleh Ketua Program Studi Ilmu Pangan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr Ir Ratih Dewanti, MSc Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr Tanggal Ujian: 2 Juli 2013 Tanggal Lulus:

10 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta ala atas segala karunia-nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus 2012 ini adalah pengaruh minuman beroksigen pada responden gemar berolahraga, dengan judul Konsumsi Minuman Beroksigen dan Dampaknya terhadap Performa saat Berolahraga, Profil Lipid, Glukosa Darah dan SGOT/SGPT. Terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr Ir Endang Prangdimurti, MSi dan Ibu Prof Dr Ir Fransiska R Zakaria, MSc selaku pembimbing, serta Bapak Dr Puspo Edi Giriwono, STP, MAgr yang telah banyak memberi saran. Terima kasih penulis sampaikan juga kepada Ibu Dr Didah Nur Faridah, STP, MSi dan Bapak Dr. Eko Hari Purnomo, STP, MSc yang telah bersedia sebagai dosen penguji. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada pimpinan PT Garuda Food dan staf yang terlibat atas bantuan dana, saran dan penyediaan sampel selama penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, dan seluruh keluarga serta teman-teman, atas segala doa, dukungan dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, Juni 2013 Wirasuwasti Nugrahani

11 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR GAMBAR... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xv 1. PENDAHULUAN Latar Belakang... 1 Perumusan Masalah... 2 Tujuan Penelitian... 2 Hipotesis TINJAUAN PUSTAKA Kebutuhan Oksigen dan Metabolisme Energi selama Berolahraga... 4 Minuman Beroksigen dan Performa Olah Raga... 8 Penyerapan Oksigen pada Saluran Pencernaan METODE Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Tahapan Penelitian Managemen Responden Percobaan Jangka Pendek Percobaan Jangka Panjang Pengambilan darah Intervensi Minuman Beroksigen Analisis Profil Lipid, SGOT/SGPT dan Glukosa Darah Puasa Trigliserida Kolesterol High Density Lipoprotein (HDL) Low Density Lipoprotein (LDL) SGOT SGPT Gula Darah Puasa (GDP) Uji Performa Saat Berolahraga dan Pengukuran SpO

12 DAFTAR ISI (lanjutan) 3.4 Analisis Penerimaan Produk Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Sosiodemografi Responden Kondisi Kesehatan Responden Uji Performa Saat Berolahraga VO 2 max Waktu mencapai ambang anaerobik (Anaerobic Threshold /AT) Waktu mencapai kelelahan Saturasi oksigen (SpO 2 ) Profil Lipid Kolesterol High Density Lipoprotein (HDL) Rasio Kolesterol : HDL Low Density Lipoprotein (LDL) Trigliserida Glukosa Darah SGOT/SGPT Cara Mengkonsumsi dan Penerimaan Responden terhadap Produk SIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN... 55

13 DAFTAR TABEL 1 Rata-rata konsumsi oksigen pada saat berolahraga Penelitian-penelitian minuman beroksigen terhadap performa saat berolahraga dan kesehatan Kondisi sosiodemografi responden Jenis olahraga para responden (n=17) Ringkasan hasil pemeriksaan kesehatan responden (n=17) Perbandingan VO 2 max pada berbagai perlakuan Perbandingan waktu mencapai ambang anaerobik pada berbagai perlakuan Perbandingan waktu mencapai kelelahan pada berbagai perlakuan Perbandingan SpO 2 pada berbagai perlakuan Perbandingan kadar kolesterol plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Perbandingan kadar HDL plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Food recall pada responden yang mengalami penurunan HDL Rasio Kolesterol : HDL sebelum dan sesudah intervensi Perbandingan kadar LDL plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Perbandingan kadar trigliserida plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Perbandingan nilai GDP plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Food recall responden yang mengalami kenaikan GDP sesudah intervensi Perbandingan kadar SGOT plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Perbandingan kadar SGPT plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Hasil pengujian kadar oksigen sampel 100 ppm... 48

14 DAFTAR GAMBAR 1 Metabolisme energi saat berolahraga ATP dibandingkan dengan ketahanan maksimal otot saat berolahraga Penyerapan oksigen dari minuman beroksigen dalam saluran pencernaan Perubahan kecepatan dan kemiringan treadmill pada uji lari 10 km/jam Contoh hasil pengukuran cardiorespiratory fitness test Fitmate VO 2 max responden pada berbagai perlakuan Kriteria VO 2 max responden pada berbagai perlakuan sampel Waktu mencapai ambang anaerobik pada berbagai perlakuan sampel Waktu mencapai kelelahan pada berbagai perlakuan Perbandingan rataan saturasi oksigen (SpO 2 ) pada berbagai perlakuan Kadar kolesterol plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Kadar HDL plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Kadar LDL plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Kadar trigliserida plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Kadar gula darah puasa plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Kadar GDP plama darah sebelum dan sesudah intervensi pada responden dengan GDP awal melebihi normal (> 110 mg/dl) Kadar SGOT plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Kadar SGPT plasma darah sebelum dan sesudah intervensi Penerimaan responden terhadap parameter rasa Penerimaan responden terhadap parameter aroma Penerimaan responden terhadap parameter warna Manfaat kesehatan yang dirasakan secara subyektif Kesediaan responden mengkonsumsi kembali minuman beroksigen... 50

15 DAFTAR LAMPIRAN 1 Ethical clearance Form informed consent Form wawancara penelitian jangka panjang Form food recall penelitian jangka panjang Form monitoring kegiatan harian responden... 69

16 LAMPIRAN

17 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Olahraga adalah aktivitas yang memerlukan energi lebih dibandingkan aktivitas normal lainnya. Metabolisme pembentukan energi berupa ATP berkaitan dengan keberadaan oksigen (O 2 ). Konsumsi oksigen saat istirahat pada orang dewasa adalah sekitar 250 ml/menit dan dapat meningkat hingga >4000 ml/menit saat olahraga berat, sementara kapasitas paru-paru manusia terbatas untuk menyimpan oksigen (Ward et al 2007). Hal tersebut menyebabkan adanya pernafasan secara aerob (memerlukan oksigen) maupun secara anaerob (tanpa oksigen) pada saat berolahraga. Penambahan oksigen dalam tubuh melalui konsumsi air minum beroksigen pada responden yang gemar berolahraga menarik untuk dikaji lebih lanjut, karena pernafasan anaerob pada saat berolahraga menghasilkan asam laktat yang dapat memicu kelelahan. Oksigen dari minuman yang dikonsumsi diharapkan dapat meningkatkan performa saat berolahraga. Penelitian manfaat minuman beroksigen terhadap performa saat berolahraga telah banyak dikaji secara internasional, disamping beberapa penelitian terhadap keamanan minuman beroksigen. Minuman beroksigen dapat mempengaruhi performa saat berolahraga, namun beberapa penelitian menunjukkan hasil bahwa minuman beroksigen tidak memberikan pengaruh pada performa olahraga. Studi yang ada juga menunjukkan bahwa minuman beroksigen tidak berisiko menimbulkan radikal bebas dan tidak menimbulkan kerusakan pada hati, sel darah, sel imun maupun DNA (Schoenberg et al 2002, Speit et al 2002, Gruber et al 2004, Fitriany 2005). Adapun peran oksigen terkait pembentukan energi (ATP) telah diteliti oleh Cyntia (2005) dengan NADP sebagai parameter uji, sehingga menjadi menarik untuk dikaji pengaruh oksigen terhadap parameter yang terlibat dalam metabolisme pembentukan ATP seperti profil lipid dan glukosa sebagai sumber energi maupun kesehatan hati. Hati adalah organ yang terlibat dalam metabolisme pembentukan ATP dan tepapar langsung oleh oksigen dari minuman beroksigen yang diserap oleh usus dalam saluran pencernaan. Penelitian manfaat pemberian minuman beroksigen yang beredar di pasaran Indonesia pada responden yang gemar berolahraga belum banyak dilakukan. Pengaruh konsumsi minuman beroksigen selama jangka pendek (sesaat setelah minum) maupun intervensi dalam jangka panjang terhadap parameter performa saat berolahraga, kadar saturasi oksigen (SpO 2 ) maupun parameter yang berhubungan dengan metabolisme energi saat berolahraga sangat menarik untuk dikaji. SpO 2 adalah persentase hemoglobin yang mengikat oksigen dalam aliran darah. Pada penelitian yang melibatkan mahasiswa Institut Pertanian Bogor (IPB) yang gemar berolahraga ini, parameter jangka pendek yang dikaji adalah: (1) performa saat berolahraga, meliputi VO 2 max, waktu untuk mencapai ambang anaerobik (Anaerobic Threshold/AT) maupun waktu untuk mencapai kelelahan, dan (2) kadar saturasi oksigen (SpO 2 ). Ambang anaerobik (AT) adalah kondisi titik permulaan dari akumulasi asam laktat. Adapun parameter jangka panjang, meliputi (1) profil lipid,

18 2 (2) glukosa darah dan (3) kesehatan hati (SGOT/SGPT). Ketiga parameter jangka panjang tersebut pada subyek berolahraga belum pernah diteliti. Perumusan Masalah Pada kondisi berolahraga, kebutuhan energi dalam bentuk ATP meningkat untuk menggerakkan otot-otot tubuh. Oksigen berperan dalam pembentukan ATP, yaitu sebagai penerima elektron terakhir. Ketiadaan oksigen menyebabkan respirasi yang seharusnya secara aerob akan berlangsung secara anaerob. Respirasi anaerob hanya terdiri dari 2 tahapan, yaitu proses glikolisis dan fermentasi asam laktat. Hasil akhir fermentasi ini hanya menghasilkan 2 molekul ATP dari satu molekul glukosa yang diuraikan. Jumlah ini kecil jika dibandingkan dengan respirasi aerob yang menghasilkan 38 ATP. Persediaan oksigen yang terbatas mengakibatkan asam laktat yang terbentuk semakin menumpuk. Timbunan ini akan berpengaruh terhadap penurunan ph otot sehingga membuat tubuh semakin lama akan menjadi pegal, terasa lelah, dan sakit, serta napas akan terengah-engah untuk mendapatkan tambahan oksigen. Oksigen dari minuman beroksigen yang diserap oleh usus diharapkan dapat memperbaiki kondisi yang dapat menurunkan performa saat berolahraga tersebut. Performa saat berolahraga dapat diamati dari parameter VO 2 max, waktu untuk mencapai ambang anaerobik maupun waktu untuk mencapai kelelahan yang dikaji pada penelitian ini. Pembentukan energi dalam bentuk ATP merupakan rangkaian proses yang membutuhkan sumber energi seperti glukosa dan lipid di dalam tubuh serta melibatkan organ hati dalam metabolisme tersebut. Oleh karena itu dalam penelitian ini selain pengaruh konsumsi minuman beroksigen jangka pendek terhadap performa saat berolahraga dan SpO2, juga diteliti pengaruh pemberian minuman beroksigen terhadap profil lipid (kolesterol, trigliserida, LDL, HDL), glukosa darah, dan kesehatan hati (SGOT/SGPT) pada responden mahasiswa IPB yang gemar berolahraga. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh konsumsi minuman beroksigen terhadap responden mahasiswa IPB yang gemar berolahraga, pada: - Parameter SPO 2 dan performa berolahraga, seperti VO 2 max, waktu untuk mencapai ambang anaerobik (AT) maupun waktu untuk mencapai kelelahan, baik jangka pendek (sesaat setelah minum) dengan berbagai konsentrasi (50, 80 dan 130 ppm) maupun intervensi jangka panjang (100 ppm, dua kali sehari, 21 hari). - Parameter yang berkaitan dengan pembentukan ATP, seperti profil lipid (kolesterol, trigliserida, LDL, HDL), dan glukosa darah selama intervensi jangka panjang (100 ppm, dua kali sehari, 21 hari). - Parameter kesehatan hati (SGOT/SGPT) selama intervensi jangka panjang (100 ppm, dua kali sehari, 21 hari).

19 3 Hipotesis Hipotesis penelitian ini adalah dengan pemberian minuman beroksigen baik jangka pendek (sesaat setelah minum) pada berbagai konsentrasi (50, 80 dan 130 ppm) maupun intervensi jangka panjang (100 ppm, dua kali sehari) terhadap responden mahasiswa IPB yang gemar berolahraga dapat mempengaruhi SPO 2 dan parameter performa saat berolahraga (VO 2 max, waktu untuk mencapai ambang anaerobik maupun waktu untuk mencapai kelelahan). Semakin tinggi konsentrasi minuman beroksigen yang diberikan dan semakin lama waktu konsumsi diduga semakin baik penyerapan O 2 oleh tubuh sehingga kadar SPO 2 akan meningkat. Penyerapan O 2 yang lebih baik akan meningkatkan metabolisme pembentukan ATP sehingga memperbaiki performa saat berolahraga, seperti: - VO 2 max semakin meningkat - Waktu untuk mencapai ambang anaerobik (AT) semakin meningkat atau dengan kata lain semakin lama dapat mempertahankan pernafasan aerobik. - Waktu untuk mencapai kelelahan semakin meningkat Adapun pada intervensi jangka panjang, diduga dapat memberikan manfaat sebagai berikut: - Profil lipid semakin membaik (penurunan trigliserida, kolesterol, LDL dan kenaikan HDL serta rasio kolesterol : HDL yang membaik dalam batas normal). - Glukosa darah semakin membaik yang ditandai dengan penurunan kadar Gula Darah Puasa (GDP) dalam batas normal. - Kesehatan hati tidak terganggu, yang ditandai dengan SGOT/SGPT tidak mengalami peningkatan diluar batas normal.

20 4 2. TINJAUAN PUSTAKA Kebutuhan Oksigen dan Metabolisme Energi Selama Berolahraga Konsumsi oksigen yang normal untuk seorang pemuda saat istirahat sekitar 250 ml/menit. Pada kondisi tertentu seperti olahraga, konsumsi oksigen dapat meningkat hingga >4000 ml/menit (Tabel 1), melebihi kemampuan paru-paru dalam menampung oksigen yang dibutuhkan. Kapasitas paru-paru manusia memiliki keterbatasan dalam menampung oksigen (Guyton dan Hall 2011, Ward et al 2007). Tabel 1 Rata-rata konsumsi oksigen pada saat berolahraga Olahragawan ml O 2 /menit laki-laki tidak terlatih 3600 laki-laki (atletik terlatih) 4000 pelari maraton 5100 Sumber: Guyton dan Hall (2011) ATP sebagai energi penggerak otot, di dalam tubuh diproduksi melalui dua proses metabolisme yaitu: (1) metabolisme yang melibatkan oksigen (aerob) dan (2) metabolisme energi tanpa kehadiran oksigen (anaerob), berupa sistem ATP- Fosfokreatin (PCr) dan sistem asam laktat. Metabolisme energi secara aerob merupakan proses yang tidak menghasilkan produk samping. Hal ini berbeda dengan sistem anaerob yang dapat menghasilkan produk samping berupa asam laktat yang akumulasinya akan membatasi efektivitas kontraksi otot yang juga dapat menimbulkan rasa nyeri. Otot rangka dalam menggunakan glukosa, asam lemak ataupun keton sebagai sumber energi (Gambar 1) bergantung oleh derajat keaktifannya (Lehninger1994), sebagai berikut: - Pada otot yang sedang beristirahat, sumber energi utama adalah asam lemak dan keton yang dibawa hati melalui darah. Asam lemak dan keton tersebut diuraikan menghasilkan asetil KoA, selanjutnya memasuki siklus asam sitrat untuk dioksidasi menjadi CO 2. Tahap selanjutnya adalah transfer elektron untuk terjadinya fosforilasi dari ADP menjadi ATP. - Pada otot yang agak aktif, sumber energi utama adalah glukosa, disamping asam lemak dan keton. Glukosa mengalami glikolisis dan diuraikan menjadi piruvat yang kemudian diuraikan lebih lanjut menjadi asetil KoA sebelum memasuki siklus asam sitrat, transfer elektron dan fosforilasi untuk membentuk energi berupa ATP yang membutuhkan oksigen. - Pada otot yang aktif secara maksimum seperti pada saat berolahraga, kebutuhan ATP sedemikian besar sehingga aliran darah tidak dapat menyediakan oksigen dalam waktu cepat. Dalam kondisi demikian, glikogen yang tersimpan di otot

21 5 digunakan. Glikogen tersebut dipecah menjadi glukosa melalui glikolisis secara anaerob menghasilkan 2 ATP per unit glukosa yang diuraikan. Otot rangka tidak memiliki cadangan glikogen cukup banyak, sehingga ada batas maksimum energi yang dapat dihasilkan. Selain itu, akumulasi asam laktat, menurunnya ph, dan meningkatnya suhu otot yang meningkat secara maksimum menimbulkan rasa lelah. Pada saat pemulihan setelah berolahraga, seseorang akan bernafas dengan terengah-engah untuk mendapatkan tambahan oksigen. Oksigen tersebut digunakan untuk mengoksidasi piruvat, laktat dan sumber energi lain untuk membentuk kembali ATP. Selama masa pemulihan, sebagaian laktat yang dibentuk di dalam otot tersebut diangkut ke hati dan mengalami reaksi glukoneogenesis untuk membentuk glukosa darah. Glukosa tersebut selanjutnya kembali ke otot dan disimpan sebagai glikogen (Lehninger,1994). Gambar 1. Metabolisme energi saat berolahraga ( Metabolisme energi secara aerob dapat menyediakan energi bagi tubuh untuk jangka waktu yang panjang sedangkan metabolisme energi anaerob mampu untuk menyediakan energi secara cepat di dalam tubuh namun hanya untuk jangka waktu yang terbatas (Gambar 2). Pada olahraga dengan intensitas rendah seperti jalan kaki atau lari-lari kecil, tubuh secara dominan akan menggunakan metabolisme aerob untuk menghasilkan energi. Apabila terjadi peningkatan intensitas olahraga hingga mencapai titik saat metabolisme energi aerob tidak lagi dapat memenuhi kebutuhan energi sesuai dengan laju yang dibutuhkan, maka energi secara anaerob akan diperoleh dari simpanan fosfokreatin (PCr) dan juga karbohidrat yang tersimpan sebagai glikogen di dalam otot. Menurut Lehninger (1994), otot rangka mengandung fosfokreatin yang dapat secara cepat mengisi gugus fosfat pada ATP, namun hanya mampu menyediakan energi selama 10 detik pada olahraga maksimal (Gambar 2). PCr dipecah menjadi fosfat dan kreatin oleh enzim kreatin kinase,

22 6 selanjutnya fosfat diikat dengan ADP menjadi ATP. Pada saat kontraksi ATP dipecah menjadi ADP dan fosfat diikat kembali oleh kreatin menjadi fosfokreatin pada saat pemulihan, dengan reaksi sebagai berikut: PCr + ADP kreatin + ATP ATP (mol/min) Gambar 2. ATP dibandingkan dengan ketahanan maksimal otot saat berolahraga ( Pembentukan energi merupakan metabolisme yang kompleks. Glukosa mengalami tahap glikolisis menjadi asam piruvat akan masuk menuju siklus Krebs. Namun sebelum itu, asam piruvat perlu dioksidasi terlebih dahulu menjadi asetil KoA. Proses ini disebut juga dekarboksilasi oksidatif karena menggunakan oksigen sebagai oksidatornya (aerob) dan berlangsung di dalam matriks mitokondria. Tahapan ini merupakan tahap penggabungan asam piruvat (3C) yang terbentuk dari proses glikolisis dengan koenzim A sehingga terbentuk asetil KoA (2C). Hasil akhir dekarboksilasi oksidatif berupa 2 molekul asetil KoA dan 2 molekul NADH, serta hasil sampingan 2 molekul CO 2. Asetil KoA kemudian masuk ke dalam rangkaian siklus Krebs atau siklus asam trikarboksilat (TCA cycle). Siklus ini dilalui sebanyak dua kali karena terdapat 2 molekul asetil KoA yang masuk melaluinya. Hasil akhir siklus ini berupa 6 molekul NADH, 2 molekul FADH 2, 2 molekul ATP, dan 4 molekul CO 2. Sebagian besar tahap glikolisis dan siklus Krebs merupakan reaksi redoks, yang terdapat enzim dehidrogenase untuk mentransfer elektron dari substrat ke NAD + menjadi NADH (Toha 2005, Lehninger 1990). Rantai transpor elektron adalah tahapan terakhir dari reaksi respirasi sel aerob yang meliputi proses perpindahan elektron dari molekul donor (seperti NADH) menuju penerima elektron terakhir, yaitu oksigen. Proses ini berlangsung pada membran bagian dalam mitokondria. Molekul yang berperan penting dalam reaksi ini adalah NADH dan FADH 2, yang telah dihasilkan pada reaksi glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs. Di samping itu terdapat molekul lain yang ikut berperan, yaitu molekul oksigen, koenzim Q (ubiquinone), sitokrom b, sitokrom

23 7 c, dan sitokrom a. Pertama-tama NADH dan FADH 2 mengalami oksidasi, dan elektron berenergi tinggi yang berasal dari reaksi oksidasi ini ditransfer ke koenzim Q. Energi yang dihasilkan ketika NADH dan FADH 2 melepaskan elektronnya cukup besar untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian koenzim Q dioksidasi oleh sitokrom b. Selain melepaskan elektron, koenzim Q juga melepaskan 2 ion H +. Setelah itu sitokrom b dioksidasi oleh sitokrom c. Energi yang dihasilkan dari proses oksidasi sitokrom b oleh sitokrom c juga menghasilkan cukup energi untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian sitokrom c mereduksi sitokrom a, dan ini merupakan akhir dari rantai transpor elektron. Sitokrom a ini kemudian akan dioksidasi oleh sebuah atom oksigen, yang merupakan zat yang paling elektronegatif dalam rantai tersebut, dan merupakan akseptor terakhir elektron. Setelah menerima elektron dari sitokrom a, oksigen ini kemudian bergabung dengan ion H + yang dihasilkan dari oksidasi koenzim Q oleh sitokrom b membentuk air (H 2 O). Oksidasi yang terakhir ini akan menghasilkan energi yang cukup besar untuk dapat menyatukan ADP dan gugus fosfat organik menjadi ATP. Jadi, secara keseluruhan ada tiga tempat pada transpor elektron yang menghasilkan ATP (Lehninger 1990). Pada reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, dihasilkan NADH dan FADH 2 masing-masing sebanyak 10 dan 2 molekul. Pada transpor elektron, ke-10 molekul NADH dan ke-2 molekul FADH 2 tersebut mengalami oksidasi sesuai reaksi berikut. 10 NADH + 5 O 2 10 NAD H 2 O 2 FADH 2 + O 2 2 FAD + 2 H 2 O Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP, sedangkan oksidasi FADH 2 menghasilkan 2 ATP, sehingga transpor elektron menghasilkan 34 ATP dan H 2 O. Selain itu, ditambah dengan 4 molekul ATP hasil glikolisis dan siklus Krebs, maka secara keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP dari satu molekul glukosa. Ada 2 ATP yang dibutuhkan untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP (Lehninger 1990). Oksigen yang dibawa ke dalam sel melalui sistem peredaran darah berperan penting agar proses respirasi selular secara aerob dapat berjalan secara normal. Molekul ini memegang peranan penting sebagai penerima elektron terakhir pada tahap transpor elektron. Oksigen akan bereaksi dengan 4 H + dan menghasilkan dua molekul H 2 O. Apabila tidak terdapat molekul oksigen yang menangkap elektron dari protein kompleks yang terakhir (sitokrom a), elektron akan tetap berikatan pada protein tersebut. Hal tersebut menyebabkan molekul NADH tidak dapat mentransfer elektronnya dan tetap dalam bentuk tereduksi sehingga tidak dapat melepas energinya dan tidak dapat kembali ke siklus Krebs. Oleh karena itu, siklus Krebs akan terhenti dan ATP tidak akan diproduksi lagi pada mitokondria. Akibat ketidaktersediaan oksigen, setelah proses glikolisis yang berlangsung secara anaerob (tanpa oksigen), asam piruvat sebagai hasil akhir glikolisis akan melalui tahap fermentasi laktat. Berikut merupakan skema singkat fermentasi asam laktat.

24 8 2 C 2 H 3 OCOOH + 2 NADH 2 2 C 2 H 5 OCOOH + 2 NAD Asam Piruvat Asam Laktat Hasil akhir fermentasi ini hanya menghasilkan 2 molekul ATP dari satu molekul glukosa yang diuraikan. Jumlah ini kecil jika dibandingkan dengan respirasi aerob yang menghasilkan 38 ATP. Fermentasi asam laktat ini mempengaruhi jaringan otot yang tiba-tiba harus berkontraksi kuat untuk mengeluarkan gas karbondioksida (CO 2 ) dari otot. Persediaan oksigen yang terbatas ditambah dengan pengeluaran CO 2 yang terbatas pula akan mengakibatkan asam laktat yang terbentuk semakin menumpuk. Timbunan ini akan berpengaruh terhadap penurunan ph otot sehingga kapasitas serat otot menurun dan akan membuat tubuh semakin lama menjadi pegal, terasa lelah, dan sakit, serta napas pun akan terengah-engah untuk mengatasi oksigen yang defisit selama proses anaerob berlangsung. Minuman Beroksigen dan Performa saat Berolahraga Minuman beroksigen umumnya mengandung oksigen minimal 80 ppm. Air segar dari mata air pegunungan hanya mengandung ppm oksigen dan semakin menurun menjadi 5-7 ppm pada air yang telah diolah untuk diminum (Speit et al 2002). Prinsip proses produksi air minum beroksigen serupa dengan pembuatan air minum dalam kemasan (AMDK) secara umum. Pada air minum beroksigen, terdapat penambahan O 2 terlarut yang diinjeksi ke dalam botol. Pada tahap awal pembuatan dilakukan proses pemurnian air terlebih dahulu. Proses ini menggunakan sistem UFO (Ultraviolet, Filterisasi dan Ozonisasi) yang dikombinasikan dengan sistem RO (Reverse Osmosis) atau lebih sering disebut sebagai sistem UFO-RO bertujuan untuk menghilangkan kontaminan berupa partikel kecil, seperti bakteri, lemak, protein. Selanjutnya dilakukan tahap pemurnian dan injeksi O 2. Proses injeksi tersebut dilakukan pada kondisi kedap udara, suhu rendah dan menggunakan tekanan tinggi. Ketahanan (endurance) yang mempengaruhi performa sangat penting dikelola untuk melawan kelelahan ketika berolahraga. Ketahanan berolahraga dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti VO 2 max, waktu mencapai ambang anaerobik dan waktu mencapai lelah.vo 2 max yang menggambarkan ketahanan kardiorespiratori adalah kemampuan maksimal seseorang untuk mengkonsumsi oksigen, biasanya dicapai ketika seseorang melakukan aktivitas sampai lelah. Adapun ambang anaerobik adalah titik permulaan dari akumulasi asam laktat (Mc Ardle et al2006). Penelitian keamanan dan manfaat minuman beroksigen terhadap performa saat berolahraga maupun pengaruhnya terhadap kadar saturasi oksigen (SpO 2 ) telah dilakukan (Tabel 2). SpO 2 adalah ukuran relatif dari jumlah oksigen, merupakan persentase hemoglobin yang mengikat oksigen dalam darah. Kadar SpO 2 normal adalah % sesuai dengan tekanan parsial oksigen (PaO 2 ) yaitu sekitar mmhg (Price dan Wilson 2006).

25 9 Penyerapan Oksigen PadaSaluranPencernaan Berbagai penelitian telah membuktikan bahwa asupan oksigen melalui saluran pencernaan dapat diserap oleh usus. Penyerapan oksigen pada saluran pencernaan diawali oleh penelitian Gurskaya dan Ivanov (1961) yang menunjukkan bahwa oksigen dapat diserap oleh usus secara difusi pasif. Forth dan Adam (2001), mengamati adanya peningkatan tekanan parsial oksigen dalam vena porta hepatica kelinci setelah diberi minum air berkadar oksigen 80 ppm, yaitu terjadi peningkatan tekanan parsial oksigen di pembuluh darah vena porta hepatica sebesar 10 mmhg dari 58 mmhg menjadi 68 mmhg. Hal ini juga membuktikan bahwa oksigen dari air minum beroksigen dapat masuk ke dalam sistem peredaran darah melalui saluran pencernaan. Kadar oksigen 80 ppm selanjutnya menjadi acuan minimal bagi industri minuman beroksigen. Adanya kekuatiran hilangnya oksigen dalam air sebelum sampai ke usus dijawab oleh Nestle et al (2004). Penelitiannya dengan teknik Magnetic Resonance Imaging (MRI) membuktikan bahwa pelepasan oksigen (outgasing) dari dalam mulut sampai ke lambung terjadi sangat lambat. Penelitian tersebut juga membuktikan bahwa meminum air beroksigen yang kandungan CO 2 yang rendah, dapat meningkatkan jumlah oksigen pada lumen oral cavity dan usus. Oksigen dari air minum beroksigen masuk melalui mulut, kerongkongan, lambung dan kemudian mengalami penyerapan di usus sebagaimana penelitian Forth dan Adam (2001). Menurut Pakdaman (1985), oksigen yang telah diserap oleh usus tersebut akan menuju vena porta lalu ke hati, kemudian diteruskan ke jantung. Oksigen dalam darah dari jantung akan disirkulasikan ke sel-sel tubuh yang selanjutnya digunakan untuk pembentukan energi berupa ATP (Gambar 3). Gambar 3 Penyerapan oksigen di dalam saluran pencernaan (Pakdaman 1985)

26 10 Tabel 2 Penelitian-penelitian minuman beroksigen terhadap performa saat berolahraga dan kesehatan No Pengarang/Judul Subyek Pengukuran Tes Intervensi Desain Hasil A. Penelitian Minuman Beroksigen terhadap Performa Saat Berolahraga 1. Duncan (1997) Fluid replacement during exercise: Physiologic and biochemical benefits of oxygenated enhanced water 2. Willmert (2001) Comparing the effects on physical performance when superoxygenated water is consumed vs. regular bottled water. 3. Willmert et al (2002) The effects of oxygenated water on exercise physiology during incremental exercise and recovery Atlet lari maraton 20 laki-laki, 5 perempuan Usia rata-rata: 39 tahun (21-54 tahun) VO 2 max rata-rata: 56,7 ml/kg/menit 8 laki-laki, 4 perempuan Usia rata-rata lakilaki: 20 tahun Usia rata-rata lakilaki: 21 tahun VO 2 max rata-rata: 47 ml/kg/menit 6 laki-laki, 6 perempuan Usia rata-rata lakilaki: 20 tahun Usia rata-rata lakilaki: 21 tahun Waktu mencapai kelelahan VO 2 max VO 2 max 5K time Treadmill (Maximal Test) Modifikasi Protokol Bruce Treadmill (Maximal Test) Protokol Bruce 400 ml (3x/hari) selama 6 hari (uji lab) 200 ml setiap 15 menit selama 90 menit tes Submax 400 ml, 15 menit sebelum tes 5K time 500 ml diminum 15 menit sebelum tes 500 ml diminum 15 menit sebelum tes Randomized, double blind, crossover design Diet, minum, dan olahraga tidak dikontrol Diet, olahraga dan waktu tidur dikontrol saat melakukan tes Puasa 12 jam sebelum tes Randomized, double blind, crossover design Randomized, double blind, crossover design Waktu mencapai kelelahan meningkat 15 detik pada pada tes lari 5K Tidak memberikan pengaruh yang signifikan pada peningkatan VO 2 max Sampel yang digunakan hanya mengandung 19,2 mmol/l oksigen (tidak sesuai dengan yang diklaim). Tidak memberikan pengaruh yang signifikan pada peningkatan VO 2 max Sampel yang digunakan hanya mengandung 19,2 mmol/l oksigen (tidak sesuai dengan yang diklaim)

27 11 No Pengarang/Judul Subyek Pengukuran Tes Intervensi Desain Hasil 4. Mielke (2004) Oxygenated water and exercise performance. 5. Fuller (2010) The Effects of Activated Stabilized Oxygen on Aerobic Endurance Division II Collegiate Male Soccer Players 8 laki-laki, 7 perempuan VO 2 max rata-rata: 55 ml/kg/menit 20 laki-laki atlet sepak bola VO 2 max VO 2 max SpO 2 Treadmill (Sub Maximal Test) Treadmill (Maximal Test) Protokol Astrand and Rodahl 600 ml diminum 15 menit sebelum tes 1200 ml/hari selama 3 hari sebelum tes 500 ml diminum 15 menit sebelum tes Randomized, double blind, crossover design Subyek berpuasa 3 jam sebelum tes Randomized, double blind, crossover design Tidak memberikan pengaruh yang signifikan pada peningkatan VO 2 max Sampel yang digunakan hanya mengandung 46% oksigen lebih tinggi dari air biasa (tidak sesuai dengan yang diklaim, yaitu mengandung oksigen 10x dari air biasa). Tidak memberikan pengaruh yang signifikan pada peningkatan VO 2 max dan SpO 2, namun dapat meningkatkan waktu mempertahankan kelelahan selama detik (p =0.072). 6. Jenkins et al (2001). Effect of Oxygenited Water on Percent Oxygen Saturation and Performance During Exercise 20 orang (10 lakilaki dan 10 perempuan) VO 2 max SpO 2 Sepeda ergometer 500 ml, diminum 15 menit sebelum tes Doubleblindcross-over design Subyek yang meminum air beroksigen memiliki 4% SpO 2 lebih tinggi dibandingkan plasebo. Waktu kelelahan maksimal meningkat, ketika subyek yang lebih terlatih dipisahkan (V0 2 max>47ml/kg/menit)

28 12 No Pengarang/Judul Subyek Pengukuran Tes Intervensi Desain Hasil 7. Ellyana et al (2011) Perbedaan Pengaruh Air Beroksigen Tinggi dengan Air Mineral terhadap Saturasi Oksigen dan ph Urin Studi Eksperimental terhadap Sukarelawan Setelah Berolahraga. 46 laki-laki (23 orang per kelompok) 8. Pitoyo (2005) 10 perempuan, 14 laki-laki, tahun 3 kelompok: - 80 ppm : ppm : ppm : 5 SpO 2 diukur sebelum dan 20 menit sesudah perlakuan sampel VO 2 max, time to fatigue (waktu mencapai kelelahan), denyut nadi max dan tekanan darah max Lari cepat 100 m Treadmill 600 ml air minum beroksigen 80 &130 ppm, selama 12 hari Plasebo (<10 ppm), 7 hari Crossover design, dengan plasebo. Crossover dilakukan pada kedua kelompok setelah 24 jam. Randomized, double blinded design Terdapat perbedaan SpO 2 yang bermakna (p=0,002) antara sebelum dan setelah pemberian air beroksigen tinggi, tetapi pada pemberian air mineral tidak terdapat perbedaan bermakna (p=0,059). Tidak ada peningkatan signifikan baik pada parameter VO 2 max, time to fatigue (waktu mencapai kelelahan), denyut nadi max maupun tekanan darah max. 8. Cyntia (2005) 10 perempuan, 14 laki-laki, tahun 3 kelompok: - 80 ppm : ppm : ppm : 5 NADP Deproteinasi dan pengukuran dengan spektro fotometer 80 &130 ppm, selama 12 hari Plasebo (<10 ppm), 7 hari Randomized, double blinded NADP darah manusia menurun dibandingkan perlakuan plasebo. Penurunan NADP tersebut adanya kemungkinan peningkatan sintesis NADPH.

29 13 No Pengarang/Judul Subyek Pengukuran Tes Intervensi Desain Hasil B. Penelitian Keamanan Minuman Beroksigen 1. Schoenberg et al (2002) The Generation of Oxygen Radicals after Drinking of Oxygenated Water. 2. Gruber et al (2004) The Influence of Oxygenated Water on The Immune Status, Liver Enzymes, and The Generation of Oxygen Radicals: A Prospective, Randomised, Blinded Clinical Study. 3. Speit et al (2002) Oxygenated Water Does Not Induce Genotoxic Effects in the Comet Assay. 66 orang dalam 2 konsentrasi sampel (sekitar 15 orang per kelompok) 24 orang (18-63 tahun), dibagi 2 kelompok (@ 12 orang) 8 orang (23-42 tahun) Sel Tikus (V79 Chinese hamster cells) Radikal bebas (Ascorbyl radicals) Darah (hemoglobin, hematokrit, eritrosit, leukosit, trombosit, asam urat) Vitamins (A,C,E) Darah (hemoglobin, hematokrit, eritrosit, leukosit, trombosit, asam urat) Hati (ALT, AST, Gamma-GT Bilirubin, Alkaline phosphatase) Radikal bebas (Ascorbyl radicals) Sel Imun(CD3,4,8,16/56,19, 45RA/RO) Kerusakan DNA sel limfosit Metode standar Metode standar Alkaline comet assay (sel elektroforesis gel tunggal). 300 ml air beroksigen 3 kali per hari selama 21 hari (15 dan 30 mg O 2 /L) 500 ml air beroksigen 3 kali per hari selama 28 hari (190 mg O 2 /L) Manusia : 500 ml (70 mg O 2 /L) sampel diminum 30 dan 60 menit sebelum pengambilan darah Randomized, blinded design Randomized, double blinded design Manusia:Rando mized, double blinded design Sampai H-21 tidak meningkatkan radikal bebas. Tidak memberikan efek yang membahayakan bagi kesehatan hati, darah dan sistem imun. Tidak berbeda signifikan antara H0 dan setelah perlakuan (H28) terhadap parameterparameter yang diteliti. Secara in vivo dan in vitro tidak memberikan bukti adanya efek genotoksik dari air beroksigen.

30 14 No Pengarang/Judul Subyek Pengukuran Tes Intervensi Desain Hasil 4. Fitriany (2005) Konsumsi Air Minum Penambah Oksigen Tidak Menyebabkan Kerusakan DNA pada Sel Limfosit Tikus dan Manusia 10 perempuan, 14 laki-lak, tahun 3 kelompok, sbb : - 80 ppm : ppm : ppm : 5 Tikus Sprague- Dowley (20ekor) Kerusakan DNA sel limfosit Alkaline comet assay (sel elektroforesis geltunggal). Manusia: 385 ml, 2 kali sehari selama 12 hari Tikus : ml/hari, O 2 sekitar 15-27%. Randomized, double blinded Tanpa plasebo, dilakukan pengukuran parameter sebelum dan setelah intervensi Tidak berpengaruh nyata pada migrasi DNA (p=0.05), yang berarti tidak menginduksi timbulnya kerusakan DNA. Keterangan : - 5K : tes lari menempuh jarak 5000 m - VO 2 max : kemampuan maksimal seseorang untuk memasukkan oksigen, yang biasanya dicapai ketika seseorang melakukan aktivitas sampai lelah. - SpO 2 : saturasi oksigen, prameter tersebut mengukur persentase hemoglobin mengikat oksigen dalam aliran darah.

31 15 3. METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilakukan selama 8 bulan (Agustus 2012 April 2013) di Laboratorium Somatokinetika Fakultas Ilmu Keolahragaan Universitas Negeri Jakarta (FIK UNJ), Institut Pertanian Bogor (IPB), dan Klinik dr. Katili, Bogor. Pengujian performa berolahraga dan kadar saturasi oksigen (SpO 2 ) baik jangka pendek maupun setelah jangka panjang dilakukan di Laboratorium Somatokinetika FIK UNJ. Pelaksanaan kegiatan terkait intervensi minuman beroksigen dilakukan di IPB, adapun pengambilan sampel darah serta analisis profil lipid, glukosa darah dan SGOT/SGPT dilakukan di Klinik dr. Katili, Bogor. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel darah manusia dan reagen untuk analisis biokimia (profil lipid, glukosa darah dan SGOT/SGPT). Reagen-reagen yang digunakan untuk analisis tersebut adalah Triglycerides Liquizyme GPO-PAP (Spectrum), Cholesterol Liquizyme CHOD-PAP (Spectrum), HDL-Cholestero (Spectrum), AST/GOT (Spectrum), ALT/GPT (Spectrum), Glucose Liquizyme GOD-PAP (Spectrum). Alat yang digunakan untuk analisis biokimia adalah RD-60 Semi Auto Biochemistry Analyzer (Reiged Diagnostic) dan Microlab 300 (Vital Scientific). Adapun pengujian performa berolahraga yang meliputi uji VO 2 max, waktu untuk mencapai ambang anaerobik (Anaerobic Threshold/AT) dan waktu untuk mencapai kelelahan, menggunakan treadmill yang dihubungkan dengan alat uji kebugaran kardiorespiratori (cardiorespiratory fitness test) Fitmate (Cosmed). Kadar SpO 2 diukur menggunakan alat pulse oxymeter ri-fox Pulsoximeter (Riester). 3.1 Managemen Responden Tahapan Penelitian Pengajuan Ethical Clearance (EC) sebagai wujud perlindungan terhadap responden dilakukan pada bulan Agustus Oktober 2012 dan mendapatkan EC No: KE.01.10/EC/650/2012 (Lampiran 1). EC adalah persetujuan studi klinis dari Komisi Etik Penelitian Kesehatan, Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan, Kementerian Kesehatan. Rekrutmen calon responden dilakukan pada bulan September Desember Responden penelitian adalah mahasiswa Institut Pertanian Bogor (IPB) yang gemar berolahraga dengan jumlah 12 orang untuk uji performa saat berolahraga dan pengukuran SpO 2 baik pada jangka pendek dengan berbagai konsentrasi (50, 80 dan 130 ppm) maupun setelah intervensi jangka panjang (100 ppm, 21 hari, 2 botol/hari). Adapun pada uji parameter yang terkait dengan metabolisme energi (profil lipid dan glukosa darah) dan kesehatan hati (SGOT/SGPT) berjumlah 17 orang. Penentuan jumlah panelis mengacu pada regulasi BPOM (2005) dan penelitian Willmert et al (2002) dan Gruber et al (2004) yang menggunakan minimal 12 orang sebagai subyek penelitian.

32 16 Responden pada uji performa berolahraga dan SpO 2 menggunakan jumlah minimal (12 orang) karena mempertimbangkan lokasi dan intensitas pengujian. Satu orang responden wajib mengikuti minimal 5 kali pengujian tersebut di FIK UNJ, Jakarta. Rekrutmen dilakukan pada mahasiswa yang mengikuti organisasi olahraga maupun yang secara rutin berolahraga di luar organisasi minimal 60 menit setiap minggu. Olahraga yang dilakukan adalah olahraga yang aktif menggunakan aktivitas fisik dan kaki. Olahraga seperti mendayung ataupun catur yang hanya dominan menggunakan aktivitas otak tidak termasuk kriteria olahraga untuk menjadi responden. Responden diambil berdasarkan kriteria inklusi dan eksklusi. Kriteria inklusi mencakup: (a) usia tahun, (b) kebiasaan olahraga rutin minimal 1 jam dalam seminggu olahraga yang sering dilakukan dapat berupa jogging rutin, basket, berenang, futsal, sepak bola, badminton atau lainnya, (c) dinyatakan sehat secara medis (fisik, jantung, darah dan paru-paru) dan tidak memiliki riwayat penyakit kardiovaskular, penyakit kardiorespirasi dan ginjal, (d) tidak memiliki kebiasaan merokok, minum alkohol, dan begadang, (e) bersedia tidak mengkonsumsi minuman bersoda dan tidak menggunakan oksigen tambahan selama penelitian berlangsung. Adapun kriteria eksklusinya adalah tidak bersedia mengikuti penelitian dan menolak minuman yang diberikan Pada tahap rekrutmen dilakukan pula pemeriksaan kesehatan di Klinik dr. Katili, Bogor. Pemeriksaan klinis yang dilakukan meliputi pemeriksaan kesehatan fisik organ luar, seperti mata, hidung, mulut, telinga, berat dan tinggi badan. Selain itu juga dilakukan pemeriksaan fungsi jantung dengan elektrokardiografi, pemeriksaan fungsi paru-paru dengan spirometri, yang didukung dengan rontgen. Pengukuran denyut nadi, tekanan darah dan pengambilan sampel darah untuk analisis hematologi juga dilakukan. Analisis hematologi terutama mengukur kadar hemoglobin. Calon responden juga diseleksi dari riwayat kesehatannya yaitu tidak memiliki riwayat penyakit kardiovaskular, penyakit kardiorespirasi dan ginjal. Calon responden yang dinyatakan sehat oleh dokter berdasarkan parameterparameter tersebut yang dapat mengikuti penelitian. Sebelum penelitian dimulai, calon responden yang memenuhi kriteria dan telah lolos tes kesehatan mengikuti kegiatan sosialisasi. Kegiatan ini dilakukan pada tanggal 28 Desember 2012 dengan jumlah calon responden yang hadir sebanyak 15 orang. Ketidakhadiran beberapa orang karena kegiatan lain dan urusan keluarga, namun penjelasan dan penandatanganan inform concent tetap dilakukan dengan mendatangi tempat tinggalnya. Sosialisasi mencakup pemberian materi terkait air minum beroksigen, rencana penelitian dan teknis pelaksanaan penelitian. Pada saat sosialisasi tersebut juga diberikan materi dan praktik cara meminum sampel yang tepat, seperti (a) menekan badan botol sebelum diminum (sampel yang baik, keras ketika ditekan botolnya), (b) membalikkan badan botol sebelum diminum (pada sampel yang baik, akan tampak gelembung-gelembung udara), dan (c) menghabiskan sampel dalam satu kali minum, dan menutupnya jika masih ada sisa.