Sabtu, 26 November 2011

PENGELUARAN ENERGI PADA ATLET


I.              Metode untuk Mengukur Laju Metabolik
            Pengeluaran energi pada manusia dapat diukur dengan menggunakan kalorimeter secara langsung dan kalorimeter secara tidak langsung. Keuntungan kerugian, dan kegunaan dari metode ini adalah sebagai berikut.
Kalorimetri Secara Langsung (Direct Calorimerty)
            Kalorimetri secara langsung dilakukan dengan menaksir produksi panas, khususnya membutuhkan ruangan kecil dengan dinding yang diisolasi rapat. Di dalam dinding terdapat saluran pipa dimana air dipompa dengan laju konstan. Pemanasan yang dihasilkan subjek diukur melalui perubahan suhu air, volume air dan laju aliran air yang jumlahnya berbeda antara yang dimasukan dengan yang dikeluarkan. Oksigen secara terus menerus disuplay untuk subjek dan karbon dioksida dikeluarkan sebagai hasil kimia. Kalorimetri secara langsung digunakan untuk mengukur laju metabolik pada waktu tertentu, minimum memerlukan waktu 30 menit untuk mencapai keseimbangan antara kehilangan dan produksi panas. Metode ini sangat akurat tetapi hanya terbatas untuk pengukuran saat istirahat dan aktivitas yang dilakukan dalam ruangan. Metode ini tidak dapat digunakan untuk aktivitas olahraga, aktivitas di luar ruangan atau pada populasi yang besar. Selain itu, metode ini sulit dan peralatannya mahal.
Kalorimetri Secara Tidak Langsung (Indirect Calorimerty)
            Kalorometri secara tidak langsung dilakukan dengan mengukur VO2 dan baik untuk mengukur laju metabolik pada waktu singkat untuk aktivitas khusus. Prinsip kalorimetri secara tidak langsung adalah mengukur oksigen yang dibutuhkan untuk produksi energi dan karbon dioksida sebagai hasil akhir metabolisme. Uptake oksigen dan produksi karbon dioksida dihitung secara metematika, untuk mengetahui volume udara yang yang dikeluarkan dan dihirup.
Metode ini didasarkan pada beberapa asumsi. Pertama, individu tidak menderita kelaparan dan memperoleh protein dalam porsi kecil. Kedua, kontribusi dari metabolisme anaerobik untuk produksi energi cukup kecil. Akhirnya, menggunakan kombinasi karbohidrat, lemak, dan protein sebagai sumber energi, kira-kira 4.82 kkal (20 kJ) dari energi untuk melepaskan per lieter dari oksigen yang digunakan. Kelebihan metode ini adalah lebih murah, lebih kecil, dan lebih simpel dibandingkan kalorimetri secara langsung. Sebenarnya ada dua metode kalorimetri secara tidak langsung, yaitu closed circuit system dan open circuit system.
Closed Circuit Spirometry
Closed sirkuit Spirometry merupakan salah satu system dari indirect calorimetry. Alat ini bekerja dengan 100% oksigen terisi dalam silinder dan memisahkan penyerapan CO2. Sejak oksigen diasimilasi ke dalam tubuh dan CO2 yang dihasilkan dikeluarkan melalui spirometri, volume gas dalam spirometri tereduksi saat responden bernafas pada sistem. Perbedaan antara volume awal dan akhir dari spirometri adalah uptake oksigen.
Ada beberapa masalah inheren dengan system ini. Sistem ini harus kedap udara, jadi perubahan volume hanya berhubungan dengan uptake oksigen. Mulut responden harus tetap menempel pada alat, sejak udara masuk ke dalam system sampai hasil didapatkan. Penyerapan CO2 harus memadai, jika tidak memadai produksi CO2 akan digantikan oleh uptake oksigen dan mereduksi pengukuran oksigen uptake. Penyerapan CO2 yang tidak memadai juga akan meningkatkan respirasi dan mereduksi kinerja latihan. Oleh karena itu, spirometer harus mempunyai kapasitas yang besar agar dapat menampung volume oksigen yang besar pada pengukuran latihan.
Open Circuit Spirometry
Open circuit spirometry adalah salah satu sistem dari indirect kalorimetri yang tidak menginzinkan responden untuk menghirup kembali nafasnya. Responden melakukan inhale pada ruang udara dan exhale gas expirasinya kembali ke sistem. Selama proses exhalasi, gas berjalan melalui system (vebtilasi meter) yang mengukur volume udara dan O2 serta CO2 expirasi yang menyusun udara tersebut. Perbedaan antara volume ekspirasi dan inspirasi adalah VO­2. Jumlah dari volume gas dan udara ekspirasi digunakan untuk mengkalkulasi uptake oksigen. Semua hasil VO2 dan VCO2 akan diproses oleh komputer (mikroprosessor), setelah itu akan diketahui jumlah VO2, VCO2, RER dan sebagainya.
Closed circuit system menggunakan energi ekuivalen yang jauh dari sumber energi (karbohidrat dan lemak). Padahal lemak membutuhkan lebih banyak O2 untuk memproduksi energi daripada karbohidrat. Selain itu, lemak memproduksi lebih banyak CO2 daripada karbohidrat. Jadi, jumlah VCO2 yang mempengaruhi VO2 memberikan indikasi yang spesifik pada sumber energi, yaitu lemak dan karbohidrat. Metode open circuit menghitung pengeluaran energi dari semua sumber.
Penggunaan open-sirkuit spirometry untuk mengukur pengeluaran energi membutuhkan responden yang kuat, karena VCO2 dan VO2 hanya mewakili utilisasi substrat selama pengukuran. Selama exercise kuat, VCO2 biasanya lebih rendah daripada VO2. Karena aktivitas tersebut akan memproduksi asam laktat yang akan meningkatkan VCO2 secara disproporsional pada oksigen uptake. Jadi, open sirkuit spirometri tidak dapat digunakan untuk mengukur energi ekspenditur selama aktivitas anaerobik intensitas tinggi. Beberapa individu yang tidak nyaman dengan peralatan test latihan tersebut akan merasa stress yang menyebabkan hiperventilasi, yang mana akan meningkatkan output CO2 tetapi tidak mempengaruhi uptake O2.
Doubly Labeled Water
Beberapa metode melalui pernapasan yang digunakan untuk mengukur pengeluaran enegi biasanya hanya dapat mengukur responden dengan aktivitas sedang atau rendah. Tidak ada metode yang dapat mengukur responden dengan akitivitas tinggi yang menggunakan sistem energi anaerob, karena pada aktivitas tersebut tidak dapat diukur produksi CO2 yang dapat melebihi VO2. Untuk mengukur responden dengan aktivitas tinggi, dibutuhkan metode malalui urin, yaitu Doubly Labeled Water.
Doubly labeled water adalah isotop yang memiliki elemen hidrogen dan oksigen. Hidrogen dan beberapa ion oksigen dari doubly labeled water dieliminasi sebagai bagian molekul di urin, sementara jumlah O2 diekspirasi sebagai bagian dari molekul CO2. Sejak jumlah oksigen yang sama dieliminasi sebagai air dan CO2, pengukuran isotop hydrogen dan oksigen pada cairan tubuh dapat digunkanan untuk menentukan produksi CO2. Pengeluaran energi kemudian diukur dari output CO2 setiap hari dan pergantian isotop dalam urin untuk mengetahui total cairan tubuh. 
Masalah utama dari doubly labeled water adalah peralatan untuk mengukur isotop dan total cairan tubuh. Meskipun doubly labeled water baik untuk memperkirakan jumlah pengeluaran energi untuk beberapa hari, sistem ini tidak berguna untuk menentukan pengeluaran energi untuk aktivitas spesifik, untuk menentukan kapasitas maksimal dan ekonomi. Teknik ini penggunaannya dibatasi untuk atlit, kecuali pada kasus ketika informasi dari keseimbangan energi dibutuhkan.

McMurray RG, Ondrak KS. 2007. Energy Expenditure of Athletes. Wolinsky I, Drikell JA. Sports Nutrion, Energy Metabolism and Exercise. 127-157.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar