SISTEM ENERGI
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam melakukan suatu aktivitas manusia memerlukan energi. Kecukupan energi sangat diperlukan untuk melakukan aktifitas fisik baik aerobik maupun anaeroik. Energi dapat terbentuk dari serapan karboidrat, lemak, protein, keseimbangan cairan, dan kecukupan elektolit keseluruhanya berkaitan satu sama lain dan seluruh komponen asal energi tersebut diabsorbsi dan selanjutnya masuk dalam proses metabolisme yang kemudian diubah menjadi energi tubuh.
Hasil dari metabolisme tersebut berubah menjadi proses kimia yang mengubah bahan makanan menjadi dua bentuk energi, yaitu energi mekanik dan energi panas. Bahan makanan yang diproses pada sistem pencernaan yang meliputi lambung diserap melalui usus halus yang kemudian menjadi sari-sari makanan yang dibakar oleh darah dan diedarkan ke seluruh tubuh oleh jantung, hal ini bersifat continue atau berkelanjutan, jika cadangan energi berupa lemak dan karboidrat atau glukosa telah habis, maka akan ditampung dalam jaringan adiposa.
Karbodrat glukosa merupakan karboidrat terpenting dalam kaitanya dengan penyediaan kebutuhan energi dikarenakan karena semua jenis karboidrat baik monosakarida dan disakarida serta polisakarida yang diserap oleh tubuh akan terkonveksi menjadi glukosa di dalam hati. Glukosa tersebut yang kemudian berperan sebagai molekul untuk pembentukan energi di dalam tubuh. Dalam tubuh glukosa yang diserap oleh usus halus akan diedarkan ke seluruh sel melalui darah. Glukosa tersebut berubah menjadi glikogen dan kemudian dipecah dalam otot menjadi glukolisis.
Bahan makanan yang berupa karbohidrat, lemak, dan protein yang dioksidasi akan menghasilkan energi. Energi dari karbohidrat, lemak, dan protein semuanya digunakan untuk membentuk sejumlah besar Adenosine TriPosphate (ATP), dan selanjutnya ATP tersebut digunakan sebagai sumber energi bagi banyak fungsi sel. Bila ATP di urai secara kimia sehingga menjadi Adenosine DiPosphate (ADP) akan menghasilkan energi sebesar 8 kkal/mol, dan cukup untuk berlangsungnya hampir semau langkah reaksi kimia dalam tubuh. Beberapa reaksi kimia yang memerlukan energi ATP hanya menggunakan beberapa ratus kalori dari 8 kkal yang tersedia, sehingga sisa energi ini hilang dalam bentuk panas. Beberapa fungsi utama ATP sebagai sumber energi adalah untuk mensintesis komponen sel yang penting, kontraksi otot, dan transport aktif untuk melintasi membran sel.
Akan tetapi dari pembentukan sistem enenergi di dalam tubuh, jenis aktivitas fisik sangat mempengaruhi. Aktifitas fisik aerobik dan anaerobik menggunakan sistem energi yang berbeda. Aktifitas fisik aerobik membutuhkan asupan energi yang berasal dari lemak yang kemudian dibakar oleh oksigen sementara aktivitas fisik bersifat anaerobik membutuhkan asupan energi dari karboidrat yang kemudian diubah menjadi ATP-PC.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan kajian dan penjelasan sekilas mengenai sistem energi yang dijelaskan pada latar belakang diatas maka rumusan masalah yang dapat disimpulkan adalah sebagai berikut :
1. Bagaimanakah proses pembentukan glukosa dan metabolisme energi ?
2. Bagaimanakah peran metabolisme karboidrat terhadap pembentukan energi?
3. Bagaimanakah peran metabolisme lemak terhadap pembentukan energi?
4. Kecepatan produksi energi akan dan ketika berolahraga?
C. Tujuan Masalah
Berdasarkan rumusan masalah yang dipaparkan diatas, tujuan yang dapat diambil adalah
1. Mengetahui proses pembentukan glukosa dan metabolisme energi.
2. Mengetahui peran metabolisme karboidrat terhadap pembentukan energi
3. Mengetahui mekanisme pembentukan energi melalui metabolisme lemak
4. Memahami proses kecepatan produksi energi dalam berolahraga.
BAB II
PEMBAHASAN
I) Bagaimanakah proses pembentukan glukosa dan metabolisme energi
Glukosa merupakan karboidrat terpenting untuk penyediaan energi, glikosa ini kemudian berperan sebagai molekul utama bagi pembentukan energi di dalam tubuh. Molekul glukosa dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu D-Glukosa dan L-Glukosa. Faktor pembentukan glukosa ini adalah gugus hidrogen (-H) dan alkohol (-OH) dalam struktur molekulnya. Glukosa yang berada dalam bentuk molekul D dapat dimanfaatkan untuk tubuh manusia.
Didalam tubuh manusia selain berperan selain akan berperan sebagai bahan bakar bagi proses metabolisme, glukosa juga berperan sebagai sumber energi bagi otak. Melalui proses oksidasi yang terjadi di dalam sel-sel tubuh, glukosa kemudian akan digunakan untuk mensintesis molekul ATP( adenosine triphospate). Dalam konsumsi keseharian glukosa menyediakan hampir 50-70% dari total kebutuhan energi tubuh.
Dalam menghasilkan energi, proses metabolisme glukosa akan berlangsung melalui 2 mekanisme utama yaitu prose aerobik dan proses anaerobik. Proses metaboilisme secara anaerobik berlangsung dalam sitoplasma sedangkan metaolosme aerobik berlangsung dalam mitocondria dengan bantuan oksigen.
Tahap awal metabolisme konveksi glukosa menjadi energi didalam tubuh akan berlangsung secara anaerobik melalui proses yong dinamakan glikosis. Proses ini berlangsungdengan melakukan dengan menggunakan bantuan 10 enzim yang berfungsi sebagai katalis didalam sitoplasma yang terdapat dalam sel eukatyotik. Inti dari proses ini adalah menkorvesi glukosa menjadi produk akhir berupa piruvat. Pada proses glikolisis, 1 molekul glukosa memliki 6 atom karbon pada rantainya (C3 H12 O3) akan terpecah menjadi produk akhir berupa 2 molekul piruvat yang memiliki 3 atom karbon. Proses ini berjalan melalui beberapa tahapan reaksi yang berantai yang disertai dengan terbentuknya bebrapa senyawa antara glukosa dan fraktosa.
Energi metabolisme glukosa menghasilkan produk samping berupa karbondioksida dan air. Melalui proses metabolisme energi kemudian akan dihasilkan dalam bentuk ATP dan kalor panas. Terbentuknya ATP dan kalor inilah yang merupakan inti dari proses metabolisme energi. Melalui proses glikolisis, siklus asam sitrat dan proses rantai transport elektron, sel-sel yang terdapat di dalam tubuh akan mampu menggunakan dan menyimpan energi yang dikandung dalam mahan makanan sebagai energi ATP. Secara umum proses metabolisme secara aerobik akan mampu untuk menghasilkan energi yang lebih berdar dari pada proses secara anaerobik. Dalam proses metabolisme aerobik, ATP akan terberntuk sebanyak 36 buah sedangkan proses anaerobik hanya akan menghasilkan 2 buah ATP. Dua proses tersebutlah yang berperan penting dalam pembentukan sistem energi pada tubuh manusia.
Proses produksi energi di dalam tubuh dapat berjalan melalui dua proses metabolisme yaitu metabolisme aerobik dan metabolisme anaerobik. Metabolisme energi pembakaran lemak dan karbohidrat dengan kehadiran oksigen (O2) yang akan diperoleh melalui proses pernafasan disebut dengan metabolisme aerobik.Sedangkan proses metabolisme energi tanpa kehadiran oksigen (O2) disebut dengan metabolisme anaerobik.
II) Bagaimanakah peran metabolisme karboidrat terhadap pembentukan energi
Dalam konsumsi pangan, semua jenis karboidrat akan terkonveksi menjadi glukosa kemudian diabsordsi oleh aliran darah yang ditempatkan ke seluruh organ dalam tubuh. Di dalam tubuh karboidrat yang telah terkonveksi menjadi glukosa berfungsi sebagai sumber energi bagi sistem saraf pusat untuk kinerja otak.
Berdasarkan jenis dan pembentukanya, karboidrat dibentuk oleh Manosakarida, monosakarida terdapat pada sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan galaktosa. Fraktosa banyak mengandung madu dan juga terkandung berbagai macam vitamin. Sedangkan galaktosa merupakan karboidrat hasil proses pencernaan lakotosa sehingga tidak terdapat di alam secara bebas. Disakarida merupakan jenis karboidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia. Setiap molekulnya terbentuk dari molekul monosakarida.
Karbohidrat merupakan nutrisi sumber energi yang tidak hanya berfungsi untuk mendukung aktivitas fisik seperti berolahraga namun karbohidrat juga merupakan sumber energi utama bagi sitem pusat syaraf termasuk otak. Di dalam tubuh, karbohidrat yang dikonsumsi oleh manusia dapat tersimpan di dalam hati dan otot sebagai simpanan energi dalam bentuk glikogen. Total karbohidrat yang dapat tersimpan di dalam tubuh orang dewasa kurang lebih sebesar 500 gr atau mampu untuk menghasilkan energi sebesar 2000 kkal. Di dalam tubuh manusia, sekitar 80% dari karbohidrat ini akan tersimpan sebagai glikogen di dalam otot, 18-22% akan tersimpan sebagai glikogen di dalam hati dan sisanya akan bersirkulasi di dalam aliran darah dalam bentuk glukosa.
Pada saat berolahraga terutama olahraga dengan intensitas tingg atau anaerobik i, kebutuhan energi bagi tubuh dapat terpenuhi melalui simpanan glikogen, terutama glikogen otot serta melalui simpanan glukosa yang terdapat di dalam aliran darah (blood glucose) dimana ketersediaan glukosa di dalam aliran darah ini dapat dibantu oleh glikogen hati agar levelnya tetap berada pada keadaan normal. Proses pembakaran 1 gram karbohidrat akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal. Walaupun nilai ini relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan energi hasil pembakaran lemak, namun proses metabolisme energi karbohidrat akan mampu untuk menghasilkan ATP (molekul dasar pembentuk energi) dengan kuantitas yang lebih besar serta dengan laju yang lebih cepat jika dibandingkan dengan pembakaran lemak.
Proses produksi energi di dalam tubuh dapat berjalan melalui dua proses metabolisme yaitu metabolisme aerobik dan metabolisme anaerobik. Metabolisme energi pembakaran lemak dan karbohidrat dengan kehadiran oksigen (O2) yang akan diperoleh melalui proses pernafasan disebut dengan metabolisme aerobik.Sedangkan proses metabolisme energi tanpa kehadiran oksigen (O2) disebut dengan metabolisme anaerobik.
Metabolisme energi secara aerobik dapat menyediakan energi bagi tubuh untuk jangka waktu yang panjang sedangkan metabolisme energi anerobik mampu untuk menyediakan energi secara cepat di dalam tubuh namun hanya untuk waktu yang tebatas yaitu sekitar 5-10 detik. Pada olahraga dengan intensitas rendah tubuh secara dominan akan mengunakan metabolisme aerobic untuk menghasilkan energi. Dan apabila terjadi peningkatan intensitas olahraga hingga mencapai titik dimana metabolisme energi aerobik tidak lagi dapat memenuhi kebutuhan energi sesuai dengan laju yang dibutuhkan, maka energi secara anaerobik akan diperoleh dari simpanan creatine phosphate (PCr) dan juga karbohidrat yang tersimpan sebagai glikogen di dalam otot. Metabolisme energi secara aerobik disebutkan merupakan proses yang ‘bersih’ karena tidak menghasilkan produk samping. Hal ini berbeda dengan sistem anaerobik yang akan menghasilkan produk samping berupa asam laktat yang akumulasinya akan membatasi efektivitas kontraksi otot yang juga dapat menimbulkan rasa nyeri.
III) Bagaimanakah peran metabolisme lemak terhadap pembentukan energi
Keberadaan lemak dalam tubuh dianggap sebagai sistem biologic terutama untuk cadangan energi dalam sel maupun komponen membran sel. Lemak memilki komposisi yang sama dengan karboidrat, hanya perbandingan oksigen terhadap hidrogen yang berbeda. Lemak merupakan zat penghasil enbergi yang sangat besar namun tidak cukup efektif sebagai penghasil energi sebab untui menghasilkan energi dalam jaringan memerlukan oksigen yang lebih banyak dubanding karboidrat.
Lemak dirubah menjadi asam lemak dan gliserol, asal lemak segera dapat digunakan sebagai sumber energi oleh banyak sel kecuali sel darah merah. Lemak yang dapat dioksidasi sebagai sumber energi terdiri atas trigliserida, asam lemak bebas dan trigliserida intra muscular.
Di dalam tubuh, lemak dalam bentuk trigliserida akan tersimpan dalam jumlah yang terbatas pada jaringan otot dan akan tersimpan dalam jumlah yang cukup besar pada jaringan adipose. Ketika sedang berolahraga, trigliserida yang tersimpan ini dapat terhidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak bebas (free fatty acid / FFA) untuk kemudian menghasilkan energi.
Pada olahraga dengan intensitas rendah sepeti jalan kaki atau lari-lari kecil, ketika kebutuhan energi rendah dan kecepatan ketersediaan energi bukanlah merupakan hal yang penting, simpanan lemak akan memberikan kontribusi yang besar sebagai sumber energi utama bagi tubuh. Kontribusi simpanan lemak sebagai sumber energi tubuh baru akan berkurang apabila terjadi peningkatan intensitas dakam berolahraga.
Pada saat terjadinya peningkatan intensitas olahraga yang juga akan meningkatkan kebutuhan energi, pembakaran lemak akan memberikan kontribusi yang lebih kecil jika dibandingkan dengan pembakaran karbohidrat untuk memenuhi kebutuhan energi di dalam tubuh. Walaupun pembakaran lemak ini memberikan kontribusi yang lebih kecil jika dibandingkan dengan pembakaran karbohidrat saat intensitas olahraga meningkat, namun kuantitas lemak yang terbakar tetap akan lebih besar jika dibandingkan saat berolahraga dengan intensitas rendah.
Pada saat berolahraga kompetitif dengan intensitas tinggi, pengunaan lemak sebagai sumber energi tubuh akibat dari mulai berkurangnya simpanan glikogen otot dapat menyebabkan tubuh terasa lelah sehingga secara perlahan intensitas olahraga akan menurun. Hal ini disebabkan karena produksi energi melalui pembakaran lemak berjalan lebih lambat jika dibandingkan dengan laju produksi energi melalui pembakaran karbohidrat walaupun pembakaran lemak akan menghasilkan energi yang lebih besar (9kkal/gr) jika dibandingan dengan pembakaran karbohidrat (4 kkal/gr). Perlu juga untuk diketahui bahwa jaringan adipose dapat menghasilkan asam lemak bebas dalam jumlah yang tidak terbatas, sehingga kelelahan serta penurunan performa yang terjadi pada saat berolahraga tidak akan disebabkan oleh penurunan simpanan lemak tubuh.
Pada saat olahraga yang berdurasi waktu lama dengan dosis rendah (aerobik), menggunakan lemak sebagai sumber energinya, akan tetapi juga masih tergantung pada kondisi seseorang lemak belum digunakan sebab dosis yang rendah bagi yang tidak terlatih menggunakan karboidrat sebagai sumber energinya. Walaupun olahraga yang digunakan pada olahraga dengan waktu lama serta intensitas rendah banyak menggunakan lemak, tidak diperkenankan mengkonsumsi lemak secara berlebihan, sebab lemak yang ada didalam tubuh tidak harus diganti dengan penkonsumsian lemak melainkan dapatat diganti oleh karboidrat dan protein.
IV) Kecepatan produksi energi akan dan ketika berolahraga
Faktor yang menjadi penyebab utama penurunan kapasitas perfoma tubuh saat beraktivitas fisik seperti berolahraga selain karena berkurangnya jumlah cairan dari dalam tubuh juga disebabkan oleh berkurangnya jumlah simpanan glukosa (energi) tubuh.
Glukosa adalah nutrisi karbohidrat yang berperan penting karena mempunyai fungsi utama sebagai penyedia energi bagi berbagai aktivitas fisik tubuh. Berfungsi sebagai ‘bahan bakar’ utama dalam proses metabolisme energi, menjadikan simpanannya di dalam aliran darah (blood glucose), otot dan hati (glikogen) menjadi salah satu faktor penting yang menentukan performa tubuh saat melakukan olahraga intensitas tinggi bertenaga, olahraga ketahanan (endurance) ataupun juga olahraga kombinasi keduanya seperti sepakbola, tenis, bola basket ataupun bulutangkis.
Mengkonsumsi air putih yang telah ditambahkan karbohidrat glukosa terbukti dapat membantu meningkatkan performa olahraga. Karena merupakan karbohidrat dengan bentuk molekul yang paling sederhana, glukosa mudah diserap dan dapat cepat menyediakan energi bagi sel-sel tubuh.
Di dalam tubuh konsumsi glukosa dapat menghasilkan laju produksi energi yang besar hingga 1 gram per menit.3 Dan manfaat lebih akan didapatkan apabila glukosa ini dipadukan karbohidrat jenis lain seperti sukrosa atau fruktosa, karena selain akan membantu mempercepat proses penyerapan cairan ke dalam tubuh kombinasi antara glukosa-sukrosa atau glukosa-fruktosa ini juga akan menghasilkan laju produksi energi yang lebih besar di dalam tubuh hingga mencapai 1.3 gram per menit.
Metabolisme energi secara aerobik dapat menyediakan energi bagi tubuh untuk jangka waktu yang panjang sedangkan metabolisme energi anerobik mampu untuk menyediakan energi secara cepat di dalam tubuh namun hanya untuk waktu yang tebatas yaitu sekitar 5-10 detik. Pada olahraga dengan intensitas rendah tubuh secara dominan akan mengunakan metabolisme aerobic untuk menghasilkan energi. Dan apabila terjadi peningkatan intensitas olahraga hingga mencapai titik dimana metabolisme energi aerobik tidak lagi dapat memenuhi kebutuhan energi sesuai dengan laju yang dibutuhkan, maka energi secara anaerobik akan diperoleh dari simpanan creatine phosphate (PCr) dan juga karbohidrat yang tersimpan sebagai glikogen di dalam otot. Metabolisme energi secara aerobik disebutkan merupakan proses yang ‘bersih’ karena tidak menghasilkan produk samping. Hal ini berbeda dengan sistem anaerobik yang akan menghasilkan produk samping berupa asam laktat yang akumulasinya akan membatasi efektivitas kontraksi otot yang juga dapat menimbulkan rasa nyeri.
Olahraga bertipe aerobik yang memilki porsi intensitas rendah hingga sedaang dengaan duraasi waaktu yang panjang seperti jogging, renang, bersepeda dominan menggunaakan metabolism eenergy secaara aerobik waktu yang panjang secara dominan akan mengunakan metabolisme aerobic untuk menghasikan energi.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Energi yang ada di dalam tubuh digunakan untuk melangsungkan proses fisiologis tubuh,mengaktifkan sel tubuh, kontraksi otot, pembentukan imun, penghantar impuls saraf, sekresi kelenjar, produksi panas, mempertahankan suhu tubuh, mekanisme dan transportasi cairan.
Sumber energy berasal dari karboidrat, lemak, daan protein. Dari sumber-sumber tersebut menghasilkan ATP. ATP merupakan fosfat berenergi tinggi yang berfungsi menyimpan energy tubuh. ATP dibentuk oleh nukleida adenosine dan gugus fosfat dalam ikatan energy tinggi. Peran ATP sebagai sumber energy untuk proses mendaur ulang.
6 bentuk energy adaalah kimia, mekanik, panas, cahaya, elekronik, dan inti. Setiap energy diubah dalam bentuk lain. Contohnya aktivitas fisik yang dilakukan manusia baik secara aerobic maupun anaerobic merupakan perubahan dari energy kimia menjadi energy mekanik ( Fox, Etc 1993).
B. Saran
Energi yang ada pada tubuh hrus seimbang dengaan besarnya aktivitaas yaaang dijaalaani, mengaapaa haarus seimbaang? Energy yang berubh menjaadi kaalori aapabilaa maasuk ke dalaam tubuh melebihi keluaaraan kalori kaan terjaadi penaambaahaaan beraaat badaaan, kaarenaaa kelebihaan kaalori aaakaan disimpaan daalaam bentuk glikogen, kemudiaan aapaabilaaa depo glikogen sudaah penuh kan disimpan sebagai lemak di jaringan adipose. Sebaliknya jika kalori yang masuk kurang darit bada jumlah yang dikeluarkan, terjadi pembongkatran simpanan energy berupa lemak pada tubuh, kemungkinan ini cocok bagi seseorang yang mengingikan mengurang berat badan.
DAFTAR RUJUKAN
- Merawati Desiana, 2011. Keseimbangan Gizi Dalam Olahraga. Malang. Universitas Negeri Malang.
- Widiyanto, Jurnal Adaptasi Metabolic pada Latihan. Yogyakarta. Pendidikan Jasmani dan Kesehatan Universitas Negeri Yogyakarta.
- Budihajo Sentosa, Jurnal, Keseimbangan Energi Ketika Aktivitas. Yogyakarta. Fakultas Kedokteraan Universitas Gadja Mada
- Imwari M Irawan, 2003. Glucosa & Metabolic Energy. Academy Press
- Tester, R,F & Karkalkus,2003. Carboidrates: Clasification and Proportional. Academy Press
-
Tidak ada komentar:
Posting Komentar