asam laktat

8

Efek pemberian minuman stimulan terhadapkelelahan pada tikus

Elly Herwana*, Laurentia L. Pudjiadi*, Rachman Wahab*, Didi Nugroho**,Tanu Hendrata*, Rianto Setiabudy***

*Bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran Universitas Trisakti**Bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Trisakti***Bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk menilai efek minuman stimulan terhadap kelelahan akibat aktivitasfisik. Penelitian ini merupakan studi experimental in vivo menggunakan desain paralel silang (crossover) yang dilakukan pada 30 ekor tikus putih jantan galur Sprague Dawley dengan berat badan antara180-200 g. Komposisi minuman stimulan mengandung taurin, ginseng, kafein, vitamin B

1, B

6, B

12, madu,

dan glukosa. Tikus dibagi dalam dua kelompok secara acak, satu kelompok diberi minuman stimulandan kelompok yang lain diberi larutan akuades dengan volume yang sama sebagai kelompok kontrol.Dosis minuman stimulan yang diberikan besarnya 10 kali dari penggunaan manusia. Pada kedua kelompokdilakukan uji renang untuk mengetahui kemampuan struggling dan pengukuran kadar asam laktat dalamdarah sebelum dan sesudah uji renang untuk mengetahui akumulasi asam laktat akibat aktivitas fisik.Hasil penelitian menunjukkan ada perbedaan yang bermakna terhadap kemampuan struggling (p<0,001)tetapi tidak ada perbedaan yang bermakna terhadap akumulasi asam laktat dalam darah (p>0,001) antarakelompok tikus perlakuan yang diberikan minuman stimulan dibandingkan dengan kelompok tikus kontrol.

Kata kunci: Minuman stimulan, struggling, kelelahan, asam laktat

The effect of stimulant drink administration on fatigue in rats

ABSTRACT

This study was designed to evaluate the effect of stimulant drink on fatigue induced by physicalactivity. This research was an in vivo experimental cross over design using 30 Sprague-Dawley furrowwhite rats in body weight between 180-200 g. The stimulant drink contained taurine, ginseng, caffeine,vitamins B

1, B

6, B

12, honey, and glucose. The rats were randomized into two groups, one group receiving

2 ml of stimulant drink and the other group receiving aquadest in equal volume as a control group. Thedosage of stimulant drink was ten times to that used in adult human. Swim test was done to both rat groupsto measure their struggling capacity. Blood lactic acid concentration was measured twice, before andafter the swim test. The increase of blood lactic acid concentration used to detect the accumulation oflactic acid induced by physical activity. The results showed that there was a significant difference instruggling capacity (p<0.001) between the group with stimulant drink administration and control group,but there was no significant difference in blood lactic acid accumulation (p>0.001).

Keywords: Stimulant drink, struggling, fatigue, lactic acid

Universa Medicina Januari-Maret 2005, Vol.24 No.1

Universa Medicina Vol.24 No.1

9

PENDAHULUAN

Salah satu fungsi terpenting dari jaringanotot adalah untuk kontraksi. Dalam prosesterjadinya kontraksi otot dibutuhkan transmisineuromuskuler, ion kalsium, dan energi.Energi yang berasal dari makanan tidak dapatditransfer langsung ke dalam sel untuk prosesbiologis, sekalipun makanan tersebut tersediadalam bentuk nutrisi energi.(1,2) Kontraksi selotot membutuhkan energi dalam bentukadenosine triphosphate (ATP). SelanjutnyaATP akan dihidrolisis menjadi adenosined iphosphate (ADP) dan energ i yangdigunakan untuk kontraksi. Proses ini dapatterus berlangsung selama persediaan ATPintrasel masih ada. Namun karena ATP yangtersedia jumlahnya sangat sedikit, akan habisterpakai untuk kontraksi otot dalam waktuyang sangat singkat.(1-3) Total persediaan ATPdi dalam tubuh juga jumlahnya sangat terbatasyaitu sekitar 80 sampai 100 g dan hanyamencukupi untuk aktivitas maksimal selamabeberapa detik. Selanjutnya kebutuhan energidipenuhi dari sintesis ATP melalui jaluroks ida t i f da r i c rea t ine phospha te (CP) .Konsentrasi CP di dalam sel adalah sekitarempat sampai enam kali lebih besar daripersediaan ATP. Proses oksidatif ini sangatbergan tung pada ke te r sed iaan O

2 dan

cadangan glikogen yang berasal dari glukosa.Energi yang diperoleh dari CP ini juga hanyamencukupi kebutuhan kontraksi otot untukbeberapa detik saja, dan untuk selanjutnyaATP akan dipenuhi melalui proses fosforilasinon oksidatif (anaerob). (1-3) Metabolismeanaerob memanfaatkan glukosa dan glikogenmela lu i p roses g l iko l i s i s t anpa O

2

menghasilkan ATP dan sisa metabolismeberupa asam laktat.(1,4)

Dengan demikian, meskipun otot mampuberkontraksi dengan cepat, tetapi karenapersediaan ATP adalah terbatas maka kerja

otot hanya dapat berlangsung singkat danakhi rnya akan menimbulkan ke le lahan .Kelelahan atau fatigue merupakan suatukeadaan di mana sel otot tidak mampu lagiuntuk berkontraksi akibat kekurangan ATP,neuromuscu lar junc t ion t idak mampumeneruskan rangsang, disertai akumulasiasam laktat. Kelelahan akan menimbulkanrasa nyeri akibat iskemia jaringan otot.(3-4)

Minuman stimulan banyak dikonsumsimasyarakat luas sebagai minuman suplemenuntuk menambah tenaga dan mengurangikelelahan akibat kerja fisik sebagaimanadipromosikan oleh produsennya. Ada banyakjen i s minuman s t imulan , t e t ap i yangdigunakan untuk penelitian ini mengandungtaurin, vitamin B

1, B

6, B

12, kafein, ginseng,

madu, g lukosa , dan beberapa za t adi t i flainnya. Taurin adalah asam amino yangberperan dalam proses konjugasi asam empedudi dalam tubuh.(5) Taurin diindikasikan sebagaiajuvan pada terapi hiperkolesterolemia dangangguan kard iovasku le r. (5 ) Vi taminmerupakan zat yang dibutuhkan dalam jumlahkecil sebagai koenzim yang berperan dalamproses metabolisme tubuh, termasuk jugadalam metabolisme energi.(6)

Defisiensi vitamin B1, B

6, dan B

12 akan

menimbulkan gejala pada saraf perifer berupaneuritis.(6) Hal ini menyebabkan banyak orangmengkonsumsi vitamin B

1, B

6, dan B

12 dalam

jumlah yang berlebihan untuk meningkatkanmetabol isme dalam sel saraf , meskipundiketahui bahwa untuk proses ini hanyadibutuhkan vitamin dalam jumlah kecil dankelebihannya akan diekskresikan melaluiu r ine . Kafe in yang juga t e rdapa t padaminuman stimulan kopi, digolongkan sebagaioba t s t imulan susunan sa ra f o tak . (7-8 )

Penggunaan kafein dalam dosis terapi akanmeningkatkan kewaspadaan, mengurangikantuk dan rasa lelah, mempercepat dayaberpikir, namun berkurang dalam kemampuan

10

untuk peker jaan yang membutuhkankoord inas i o to t yang ha lus . Mesk ipundemikian, penggunaan kafein dengan dosisyang berlebih atau pada orang yang sesnsitifdapat menimbulkan efek samping gelisah,gugup, insonmnia, tremor, palpitasi, danke jang . (7-8 ) G inseng be rasa l da r i aka rtumbuhan ginseng dan mengandung saponin.(5)

Meskipun belum didukung dengan hasil ujik l in ik yang cukup , g inseng banyakdimanfaatkan untuk meningkatkan daya tahantubuh dan stimulan saraf pusat.(5) Madu danglukosa merupakan karbohidrat yang dapatdigunakan sebagai sumber energi.(7-8)

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahuiefek pemberian minuman stimulan terhadapkelelahan dan akumulasi asam laktat padatikus yang diinduksi dengan aktivitas fisikmelalui uji renang.

METODE

Rancangan penelitianPene l i t i an in i merupakan u j i

eksperimental in vivo dengan desain penelitianparalel silang (cross over).

Hewan coba dan besar sampelHewan coba yang digunakan adalah tikus

putih jantan galur Sprague-Dawley denganbera t badan 180-200g . Besa r sampe lditentukan berdasarkan perhitungan statistikrumus kelompok berpasangan.(9) Dari hasilperhi tungan in i d iperoleh n i la i n = 28.Penelitian ini menggunakan 30 ekor tikus.

Bahan dan alatBahan : minuman st imulan, akuades,

reagen kering asam laktat (lactate pro stripe).Alat : Sonde, kaca objek, stop watch, bakrenang, pelampung dari Styrofoam, LactatePro Test Meter.

Cara kerjaSebanyak 30 ekor tikus dibagi menjadi

2 kelompok secara acak menjadi kelompokper lakuan dan ke lompok kont ro l . Padakelompok perlakuan akan diberikan minumanstimulan sedangkan kelompok kontrol akandiberikan akuades. Untuk memicu terjadinyakelelahan pada tikus dilakukan uji renang(swim test). Pada kedua kelompok ini akandilakukan uji renang dan pemeriksaan kadara s a m l a k t a t d a l a m d a r a h . ( 1 0 ) Tikusd i p u a s a k a n s e l a m a 1 2 j a m s e b e l u mpercobaan dilakukan, kemudian diperiksakadar asam laktat dalam darah sebagai nilaiawal asam laktat. Pada kelompok perlakuandiberikan 2 cc minuman stimulan yang dibuatd a r i 1 s a c h e t m i n u m a n s t i m u l a n y a n gdilarutkan dalam 25 cc akuades, sehinggadosis pemberian minuman stimulan adalah 10kali dosis penggunaan pada manusia.(10) Padakelompok kontrol diberikan 2 cc akuades.P e m b e r i a n l a r u t a n d i l a k u k a n d e n g a nmenggunakan sonde . Sa tu j am se t e l ahpemberian minuman stimulan atau akuades,d i lakukan u j i renang (swim tes t ) untukmemicu terjadinya kelelahan pada tikus,pelampung dari Styrofoam dipasang untukmenjaga agar tikus tetap terapung. Segeras e t e l a h u j i r e n a n g s e l e s a i d i l a k u k a n ,diperiksa kadar asam laktat dalam darah.Setelah itu dilakukan wash out selama satuminggu, kemudian kedua kelompok tikusdipertukarkan dan dilakukan percobaan yangsama.

Uji renangUji renang dilakukan sebagai aktivitas

fisik untuk memicu terjadinya kelelahan.(11-

15) Pada uji renang akan dinilai kemampuanstruggling tikus. Definisi struggling adalahperiode waktu dalam detik selama t ikuspercobaan dalam keadaan berenang sekuat

Herwana, Pudjiadi, Wahab, dkk. Efek minuman stimulan terhadap kelelahan


11

tenaga dengan kepala dan kedua tungkaidepan berada di atas permukaan air (10,12)

selama 3 kali 5 menit periode pengamatandengan interval masa istirahat selama 15menit.(10,12)

Kadar asam laktatSampe l da rah d idapa t dengan ca ra

memotong sedikit ujung distal ekor tikus.Sebanyak satu tetes darah diletakkan padakaca objek kemudian langsung dilakukanp e n g u k u r a n k a d a r a s a m l a k t a t d e n g a nmenggunakan reagen kering lactate pro teststripe (Arkray) dengan alat Lactate ProMeter (Arkray) . Pengukuran kadar asamlaktat dilakukan dua kali yaitu sebelum ujirenang untuk mendapatkan nilai awal kadarasam laktat dalam darah, dan segera sesudahuji renang. Selisih kadar asam laktat dalamdarah setelah uji renang dan nilai awal asaml a k t a t , d i g u n a k a n u n t u k m e n d e t e k s iter jadinya akumulasi asam laktat dalamdarah akibat aktivitas fisik.(4,16)

Analisis dataD a t a d i a n a l i s i s s e c a r a s t a t i s t i k

menggunakan uji-t berpasangan (paired t-test)

HASIL PENELITIAN

Hasil pengamatan lama struggling tikuskon t ro l r a t a - r a t a (±SD) ada l ah 265 ,27

(±119,02) detik, sedangkan pada kelompokt i k u s p e r l a k u a n y a n g d i b e r i m i n u m a nstimulan adalah 433,43 (±129,64) detik.Berdasarkan perhitungan secara statistik,terdapat perbedaan yang bermakna (p<0,001)antara lama waktu struggling dari kelompoktikus yang diber ikan minuman st imulandengan kelompok tikus kontrol (Tabel 1).

Hasil pengukuran kadar asam laktatd a l a m d a r a h r a t a - r a t a (±S D ) s e b e l u md i l a k u k a n u j i r e n a n g p a d a k e l o m p u kperlakuan dan kelompok kontrol adalah 3,19± 1,12 mmol/L dan 3,19 ± 1,12 mmol/L.B e r d a s a r k a n h a s i l p e r h i t u n g a n s e c a r astatistik tidak ada perbedaan yang bermakna(p>0,001) antara kadar asam laktat dalamd a r a h p a d a k e l o m p o k p e r l a k u a n d a nkelompok kontrol (Tabel 1).

Hasil pengukuran kenaikan kadar asamlaktat diperhitungkan dari selisih kadar asamlaktat dalam darah sesudah dan sebelum ujirenang. Kenaikan kadar asam laktat dalamdarah rata-rata (±SD) yang didapatkan padatikus kelompok kontrol penelitian ini adalah6,46 (±3,06) mmol/L, sedangkan untuk tikuskelompok perlakuan yang diberikan minumans t imulan ada lah 7 ,71 (±3 ,65) mmol /L .Berdasarkan hasil perhitungan statistik tidakada perbedaan yang bermakna (p>0,001)terhadap kenaikan kadar asam laktat dalamdarah antara tikus kelompok kontrol dankelompok yang mendapat minuman stimulan(Tabel 1).

Tabel 1. Hasil pengamatan kemampuan struggling dan kenaikan kadar asam laktat dalamdarah pada kelompok tikus kontrol dan kelompok tikus perlakuan

12

PEMBAHASAN

Pada pene l i t i an in i d igunakan duaparameter untuk mendeteksi kelelahan padat ikus ya i tu kemampuan s t rugg l ing dankenaikan kadar asam laktat dalam darahakibat aktivitas fisik. Untuk menginduksikelelahan, metode yang digunakan adalah ujirenang dengan menilai kemampuan strugglingt ikus coba . Paramete r s t rugg l ing t e l ahdigunakan oleh beberapa peneliti(10-14) sebagaiinduksi aktivitas fisik pada tikus. Meskipuntikus bukan merupakan binatang air, bilamanadimasukkan ke dalam bak air akan berenangsekuat tenaga untuk bertahan. Pada keadaanak t iv i t a s yang bera t in i , ene rg i yangdibutuhkan per uni t waktu akan sangatmeningkat bila dibandingkan dengan keadaanistirahat, ini akan mengaktifkan metabolismeanaerob dalam sel otot untuk menghasilkanenergi dan akan meningkatkan kadar asamlaktat intrasel. Akumulasi asam laktat dalamse l o to t akan menyebabkan as idos i sintraseluler dan menimbulkan kelelahan. Asamlaktat dalam sel otot akan berdifusi ke dalamdarah dan meningkatkan kadar asam laktatplasma.(4,16) Peningkatan kadar asam laktatda lam darah be rband ing lu rus dengankemampuan struggling, karena makin beratak t iv i t a s f i s ik yang d i l akukan akanmeningkatkan proses metabolisme anaerobsehingga kadar asam laktat juga meningkat.Hasil penelitian yang telah dilakukan inimenunjukkan perbedaan yang bermaknaterhadap kemampuan struggling antara tikuskelompok perlakuan yang diberikan minumans t imulan dan ke lompok t ikus kon t ro l ,sementara terhadap kenaikan kadar asamlaktat hasil perbedaannya tidak bermakna. Halini menunjukkan bahwa minuman stimulanefekt if untuk meningkatkan kemampuans t rugg l ing t anpa d i se r t a i pe rbedaanpeningkatan kadar asam laktat dalam darah

yang bermakna pada kelompok tikus yangdiberikan minuman stimulan dibandingkandengan kelompok tikus yang hanya diberikanakuades.

Penelitian yang pernah dilakukan olehIkrar(9) terhadap efektifitas pemberian vitaminB

1, B

6, B

12 dosis tinggi sebagai antikelelahan,

tidak menunjukkan perbedaan yang bermaknaterhadap kemampuan struggling maupunkenaikan kadar asam laktat dalam darahantara kelompok tikus yang diberikan vitaminB

1, B

6, B

12 dosis tinggi dan kelompok tikus

kontrol . Dalam hal ini vi tamin tersebutberperan sebagai koenzim dalam metabolismeaerob, sementara pada t ikus coba dalamkondisi struggling yang terjadi terutamaadalah glikolisis anaerob.

Peningkatan kemampuan struggling padakelompok tikus yang diberikan minumanstimulan dibandingkan dengan kelompokkontrol dapat terjadi karena pada kelompokkontrol tikus dilakukan uji renang dalamkeadaan kelaparan, sementara minumanstimulan mengandung glukosa dan madusebagai sumber energi. Kafein dan ginsengyang juga terdapat di dalam minuman stimulanini merupakan perangsang saraf pusat yangdapa t meningkatkan kewaspadaan padakondisi terancam pada uji renang. Kafeindapa t meningka tkan mobi l i sas i l emakkemudian mengisi cadangan glikogen di dalamotot. Pemberian kafein dapat meningkatkankemampuan ak t iv i t a s f i s ik ka renapengosongan glikogen adalah salah satupenyebab terjadinya kelelahan. (17) Namunpember ian ka fe in t idak meningka tkankemampuan kontraksi otot yang kuat dalamjangka waktu pendek karena pada kondisi inikebutuhan energi terutama dipenuhi melaluijalur metabolisme anaerob. Hasil penelitianmenunjukkan bahwa pemberian kafein tidakterbukti meningkatkan kemampuan aktivitasfisik maupun kemampuan fungsi pernapasan,



13

kalaupun ada efeknya tentu sangat kecil.(17)

Kafein juga termasuk substansi stimulan yangdilarang bagi atlit olahraga. (17)

Meskipun penelitian ini memberikan hasilyang positif, tidak berarti bahwa penggunaanminuman stimulan efektif dan aman untukdikonsumsi dalam dosis berlebih atau terusmenerus. Kafein dan mungkin juga ginsengmerupakan s t imulan sa ra f pusa t yangpotensial menimbulkan efek samping yangdapat berbahaya seperti sensitisasi terhadapsistem kardiovaskuler.

KESIMPULAN

Pemberian minuman stimulan pada tikusterbukti dapat meningkatkan kemampuanstruggling dibandingkan dengan kelompokkontrol, sementara peningkatan kadar asamlaktat dalam darah tidak berbeda bermakna,sedangkan efek samping yang mungkin terjadiakibat minuman stimulan perlu diwaspadai.Untuk itu perlu dilakukan penelitian lebihlan ju t t e rhadap pengaruh penggunaanminuman stimulan ini terutama terhadaps i s tem kard iovasku le r seper t i t e rhadaptekanan darah atau denyut jantung.

UCAPAN TERIMA KASIH

Peneliti mengucapkan terima kasih atasbantuan dana untuk penelitian ini kepadaPimpinan Fakultas Kedokteran UniversitasTrisakti . Ucapan terima kasih juga kamisampaikan untuk Laboratorium FarmakologiFakultas Kedokteran Universitas Trisakti dimana penelitian ini telah dilaksanakan.

Daftar Pustaka

1. McArdle WD, Katch FL. Energy transfer inthe body. In: Balado D, Vaughn VM, EckhartC, editors. Exercise physiology: energynutrition and human perfornance. 4th ed.

Philadelphia: Williams and Wilkins; 1996.p. 101-19.

2. Strojnik V, Komi PV. Neuromuscular fatigueaf ter maximal s t re tch-shor tening cycleexercise. J Appl Physiol 1998; 84: 344-50.

3. S i lve r thorn DU. Ske le ta l musc le . In :Berriman L, Reid AA, Dekel Z, editors.Human physiology: an integrated approach.3rd ed. San Francisco: Daryl fox publisher;2004. p. 391-412.

4. Billat LV. Use of blood measurements forprediction of exercise performance and forcontrol of training. Sports Med 1996; 2: 57-75.

5. Mayes PA. Structure and function of watersoluble vitamins. In: Murray RK, GrannerDK, Mayes PA, Rodwel l VW, ed i to r s .Harpe r ’s B iochemis t ry. 27 th ed . NewYork:McGran-Hill; 2000. p. 627-41.

6. Bloom FE. Neuro t ransmiss ion and thecentral nervous system. In: Hardman JG,Gilman AG, editors. Goodman & Gilmans’sThe pharmacological basis of therapeutics.10th ed. New York: McGraw-Hill; 2001. p.293-320.

7. Ward TN. Treadment o f neuro log icdisorders. In : Carruthers SG, Hoffman BB,Melmon KL, Nie renberg DW, ed i to r s .Melmon and Mor re l l i ’s C l in ica lpharmacology. 4th ed. New York: McGraw-Hill; 2000. p. 401-10.

8. Browner WS, Black D, Newman TB, HulleySB. Estimating sample size and power. In:Hul ley SB, Cummings SR, ed i to r s .Des ign ing c l in i ca l r e sea rch . 1 st ed .Baltimore: Williams & Wilkins; 1998. p.139-58.

9. Ikrar T. Efektivitas pemberian kombinasiv i t amin B1 , B6 , B12 pe r o ra l un tukmengatasi kelelahan pada tikus (thesis).Jakarta:Universitas Indonesia; 2003.

10. Griffith JQ Jr, Jeffers WA, Roberts E. Thecirculatory system. In: Farris EJ, Griffith JQJr, ed i to r s . The r a t i n l abora to ryinvest igat ion. New York: Hafner Press;1949. p. 278-95.

11. Swain MG, Mar ic M. Improvement inco les t a s i s -a s soc ia t ed f a t igue wi th a

14

serotonin receptor agonist using a novel ratmodel of fatigue assessment. Hepatology1997;25:291-4.

12. Rachman IM, Unnerrstall JR, Pfaff DW,Cohen RS. Estrogen alters behaviors andfo rebra in c - fos t express ion inovariectomized rats subjected to the forcedswim test. Neurobiology 1998; 95: 13941-6.

13. Kirby LG, Lucki I. Interaction between thefo rced swimming t e s t and f luoxe t inet r ea tmen t on ex t race l lu l a r 5 -droxytryptamine and 5-hydroxyndoleaceaticacid in rat. J Pharm and ExpermimentalTher 1997; 282: 967-76.

14. Frye CA, Walf AA. Changes in progesteronemetabo l i t e s in the h ippocampus can

modulate open field an forced swim testbehavior of proestrous rats. Hormons andBahavior 2002; 41: 306-15.

15. Kirby LG, Allen AR, Lucki I . Regionaldefferences in the effect of forced swimmingon extracellular levels of 5-hydrotryptamineand 5- hydroxynodoleacetic acid. BrainResearch 1995; 682: 189-96.

16. Westerblad H, Allen DG, Lannergren J .Muscle fatigue: lactic acid or in organicphosphate the major cause? News PhysiolSci 2000; 17: 17-21.

17. Dekhuijzen PNR, Machiels HA, HeunksLMA, van der Heijden HFM, van BalkomRHH. Athletes and doping: effects of drugson the respiratory system. Thorax 1999; 54:1041-6.


Documents

asam laktat