Fisiologi Olahraga (Ilmu Faal Olahraga)

Kegiatan olahraga sangat erat kaitannya dengan kerja berbagai sistem dalam tubuh. Manfaat dari olahraga tidak akan diperoleh apabila olahraga yang dilakukan tidak sesuai dengan aturan. Olahraga seperti “pisau bermata dua” yang sailng bertolak belakang, artinya bisa memberikan manfaat apabila yang melakukannya tahu secara baik dan benar bagaimana penetapan dosis dan tata cara pelaksanaannya dan akan berdampak negatif apabila sebaliknya.

Banyak orang yang merasakan manfaat melakukan olahraga atau latihan fisik dan tidak sedikit yang di rawat di rumah sakit malah ada yang sampai meninggalkan dunia yang indah ini setelah melakukan olahraga. Oleh karena itu penting sekali kita mengetahui perubahan-perubahan yang terjadi dalam tubuh apabila kita berolahraga sehingga olahraga yang dilakukan ada manfaatnya. Ilmu yang mempelajari tentang perubahan-perubahan sistem tubuh karena adanya aktivitas fisik adalah fisiologi olahraga.

Fisiologi atau ilmu faal adalah ilmu yang mempelajari fungsi atau cara kerja organ-organ tubuh serta perubahan-perubahan yang terjadi akibat pengaruh dari dalam maupun luar tubuh. Artinya bagaimana organ-organ tubuh bekerja sesuai dengan tugas masing-masing dan keterkaitan antara organ yang satu dengan yang lainnya sehingga membentuk suatu sistem dalam setiap aktivitas tubuh. Misalnya bagaimana organ jantung dan paru-paru bekerja melaksanakan fungsinya masing-masing dan kerjasama diantara keduanya di waktu istirahat dan di waktu beraktivitas.

Sedangkan yang dimaksud dengan Fisiologi Olahraga adalah ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan fungsi organ-organ tubuh baik yang bersifat sementara (respon) maupun yang bersifat menetap (adaptasi) karena pengaruh dari latihan fisik baik untuk tujuan kesehatan maupun untuk tujuan prestasi. Misalnya bagaimana perubahan pada sistem otot setelah melakukan latihan fisik selama beberapa bulan.

Fisiologi Olahraga penting sekali dipelajari dan dipahami oleh setiap orang yang berkecimpung dalam dunia aktivitas fisik seperti pelatih olahraga, guru pendidikan jasmani, olahragawan itu sendiri, Pembina olahraga sampai pada setiap orang yang mau melakukan latihan fisik baik untuk tujuan kesehatan maupun prestasi. Tanpa memahami fisiologi olahraga maka dikhwatirkan akan terjadi kesalahan-kesalahan dalam penerapannya sehingga bukan manfaat yang diperoleh tapi cedera baik yang sementara maupun menetap.

Olahraga/latihan fisik yang dilakukan secara teratur, sistematis, sesuai dengan dosis latihan yang tepat, menerapkan prinsip-prinsip latihan dan dilakukan dalam waktu relatif lama akan memberikan dampak positif terhadap berbagai system tubuh baik yang bersifat sementara maupun yang bersifat menetap. Perubahan-perubahan tersebut seperti pada sistem otot, sistem kardiovaskuler, sistem respirasi,jaringan ikat dan komposisi tubuh, sistem reproduksi, ketahanan tubuh sampai kepada pengendalian stress dan peningkatan kemampuan kognitif.

Berdasarkan uraian di atas, jelas sekali bahwa fisiologi olahraga mempunyai peranan yang sangat vital dalam memahami perubahan-perubahan yang terjadi dalam tubuh sehingga kita bisa memperoleh manfaat dari olahraga tersebut dan bukan sebaliknya.

1. Definisi Latihan Fisik

Seseorang yang melakukan aktivitas fisik misalnya lari belum bisa dikatakan orang tersebut sedang latihan fisik. Latihan fisik sudah pasti menuntut aktivitas fisik tapi tidak sebaliknya setiap aktivitas fisik belum tentu dikatakan sebuah latihan fisik.

Latihan fisik merupakan suatu kegiatan fisik menurut cara dan aturan tertentu yang dilakukan secara sistematis dalam waktu relatif lama serta bebannya meningkat secara progresif. Latihan fisik bertujuan untuk meningkatkan efisiensi fungsi sistem tubuh dan mencegah terjadinya cedera pada bagian-bagian tubuh yang dominan aktif digunakan. Latihan fisik dikembangkan dan dilaksanakan untuk pencapaian berbagai tujuan yaitu: kesehatan (preventif dan rehabilitatif), rekreasi, dan kompetitif. Tujuan tersebut dapat tecapai tergantung dari kuantitas dan kualitas latihan fisik yang dilakukan.

2.  Respon dan Adaptasi Tubuh

Latihan fisik dapat dianggap sebagai stressor fisik yang dapat menimbulkan perubahan fisiologi dan dapat dikondisikan dalam waktu tertentu oleh tubuh itu sendiri, sehingga menjadi stimulator yang pada akhirnya dapat ditujukan untuk peningkatan kualitas fisiologi. Perubahan yang berlangsung saat itu juga sering disebut efek fisiologik sementara atau efek akut (respon), sedangkan perubahan fisiologi setelah melakukan latihan fisik dengan rentang waktu tertentu disebut efek menetap atau efek kronik (adaptasi).

Respon adalah jawaban tubuh yang bersifat sementara karena ada aktivitas fisik (Denyut jantung meningkat frekuensi pernapasan meningkat, suhu tubuh meningkat, kontraksi otot meningkat, tekanan darah meningkat). Sedangkan yang dimaksud dengan adaptasi adalah Jawaban tubuh yang bersifat menetap karena latihan fisiK (meningkatnya daya tahan, stamina, kekuatan, kelincaha fleksibilitas, dsb)

3. Manfaat Latihan Fisik pada Berbagai Sistem Tubuh

Latihan fisik aerobik maupun anaerobik yang dilakukan dengan menerapkan prinsip-prinsip latihan dengan tepat maka akan terjadi perubahan yang positif dalam sistem tubuh yang sering disebut “training effect”. 

a. efek latihan fisik pada sistem neuromuscular

Adaptasi sistem muscular pada olahraga adalah perubahan yang terjadi pada sistem neuromuscular sebagai respon kronik dari olahraga. Perubahan tersebut meliputi aktivasi sistem syaraf pusat dan fungsi neuromuscular, perubahan jumlah dan ukuran serat otot, peningkatan ATP-ase, peningkatan jumlah kapiler dalam serabut otot, peningkatan mioglobin, peningkatan oksidasi lemak dan karbohidrat. 

1) Aktivasi sistem syaraf dan fungsi neuromuscular

Olahraga dengan intensitas tinggi akan memerlukan rekruitmen serabut otot fast dan slow  dan meningkatkan jumlah motor unit yang terlibat sehingga akan menghasilkan kekuatan otot. 

2) Perubahan jumlah dan ukuran serat otot

Perubahan ukuran serabut otot yang menjadi lebih besar disebut dengan hyperthropy. Hyperthropy merupakan hasil adaptasi dari latihan resisten dan endurance. Latihan resisten lebih besar menyebabkan otot hyperthropy dibandingkan dengan latihan endurance. Hyperplasia merupakan bertambahnya jumlah serabut otot karena latihan fisik. Hasil latihan latihan resisten yang dilakukan dalam jangka waktu yang lama akan meningkatkan jumlah serabut otot sebesar 5 – 15%. 

3) Peningkatan jumlah kapiler dalam serabut otot

Olahraga endurance dalam waktu yang lama akan meningkatkan kapilerisasi dalam serabut otot. Peningkatan kapilerisasi itu akan meningkatkan aliran darah untuk keperluan kontraksi otot. Adaptasi ini tidak hanya terjadi pada tipe serabut otot slow saja, tetapi terjadi juga pada tiper serabut otot fast. 

4) Peningkatan enzim

Latihan fisik aerobic intensitas berat dan latihan anaerobic sub-maksimal akan menigkatkan sistem energi ATP-PC, glikolisis anaerobik, dan sistem asam laktat, sehingga terjadi peningkatan kapasitas anaerobik otot. Sistem energi fosfagen (ATP-PC) juga akan meningkat diakibatkan oleh persediaan ATP-PC lebih banyak, yang timbul karena sistem enzim yang diperlukan daiam sistem ATP-PC lebih aktif bekerja. Enzim yang dominan bekerja adalah: ATP-ase dan miokinase. 

5) Peningkatan mioglobin

Mioglobin adalah sejenis protein yang berfungsi mengikat oksigendalam otot dan berfungsi sebagai penimbun cadangan oksigen dalam otot, khususnya di dalam organel mitokondria. Mitokondria berfungsi sebagai gudang pembentukan energi aerobik dan sangat kaya dengan sisternae. 

6) Peningkatan oksidasi lemak dan karbohidrat

Latihan fisik aerobik meningkatkan kapasitas otot untuk mengubah glikogen menjadi C02 dan H2O serta ATP dengan bantuan ketersediaan oksigen. Peningkatan ini akan disertai dengan peningkatan jumlah dan diameter mitokondria. Energi yang dibentuk dari lemak 40 kali lebih besar bila dibandingkan dengan sumber energi dari karbohidrat yang banyak dibutuhkan pada cabang olahraga anaerobik (waktu singkat tetapi pengerahan energi maksimal atau supra maksimal) sedangkan pada jenis olahraga yang dilakukan dalam waktu relatif lama, sumber energi utama berasal dari lemak. 

b. Efek latihan fisik pada sistem pernapasan

Peningkatan kekuatan otot pernapasan (otot inspirasi dan otot ekspirasi), berkaitan erat dengan peningkatan metabolisme energi di dalam mitokondria sel otot pernapasan yang aktif. Peningkatan kebutuhan oksigen pada otot pernapasan, berkaitan dengan meningkatnya resintesis asam laktat untuk dijadikan sumber energi baru untuk kerja otot tersebut. Secara umum perubahan secara anatomis, biokemis, dan fisiologis yang terjadi pada sistem pernapasan meliputi hal-hal sebagai berikut: 

1. Meningkatkan kemampuan pernapasan, yaitu: ventilasi, difusi, dan perfusi, terutama pada saat tumbuh-kembang. 
2. Meningkatkan kekuatan otot pernapasan, khususnya otot inspirasi, otot ekspirasi, dan otot-otot perut, sehingga pengembangan rongga dada dan paru-paru semakin besar. 
3. Pengembangan rongga dada yang semakin besar akan meningkatkan volume pernapasan dan difusi paru, sehingga terjadi peningkatan pertukaran oksigen dan karbondioksida di daerah alveoli dan darah. 
4. Mengurangi laju penurunan fungsi paru secara keseluruhan pada berbagai usia, utamanya pada kondisi lanjut usia. 

c. Efek latihan fisik pada sistem kardiovaskuler

Secara umum dapat dikatakan latihan fisik secara aerobic dan anaerobic dapat meningkatkan kekuatan otot dan elastisitas pembuluh darah jantung, sehingga kemungkinan terjadinya kerusakan dan penyumbatan pembuluh darah di daerah jantung semakin minimal. 

d. Efek latihan fisik pada jaringan ikat dan komposisi tubuh

Latihan fisik aerobik dapat membantu proses pertumbuhan dan mampu meminimalkan terjadinya osteoporosis dini, karena memang latihan fisik mampu  meningkatkan transport dan pengikatan kalsium yang sangat dibutuhkan oleh matriks tulang (osteosit dan osteoblast), sehingga tulang menjadi padat, kuat, dan sekaligus lentuk, sehingga kemungkinan terjadinya fraktur tulang pun dapat diminimalkan.

Dari beberapa hasil penelitian telah dilaporkan bahwa latihan fisik terbukti ampuh untuk membentuk berat badan yang ideal dan acap kali  digunakan  sebagai  diet  penurun  berat badan. 

e. Efek latihan fisik pada sistem reproduksi, ketahanan tubuh dan hormon

Olahraga yang dilakukan dengan dosis adekuat dan sistematis ternyata sangat ampuh untuk terapi pada beberapa kasus: kesulitan memiliki anak, meningkatkan kesuburan pria dan wanita, dan meningkatkan daya tahan tubuh para penderita kanker dan AIDS. Efek latihan fisik aerobik berbagai dosis akan mengakibatkan perubahan pada komponen sistem ketahanan tubuh, yang pada akhirnya akan dicerminkan pada kemampuan tubuh untuk tidak mudah terkena atau terserang bibit penyakit.

Fakta lain menunjukkan, bahwa latihan fisik teratur meningkatkan kemampuan sel-sel otak sebanyak 25% lebih tinggi bila dibandingkan dengan orang yang tidak aktif, sehingga kepadatan sel-sel otak lebih padat dan berdampak pada kemampuan otak untuk menerima, merekam, dan menseleksi data lebih baik dan banyak.

Wujudnya adalah bila orang yang gemar melakukan latihan fisik tidak mudah lupa dan dapat meminimalkan terjadinya dimensia secara dini. Telah dibuktikan bahwa dengan melakukan latihan fisik teratur, pada usia 50 tahun kualitas fungsi neuromuskuloskeletal dan kardiorespirasi hampir sama dengan pada saat pelaku berusia 20-30 tahun.

Beberapa fakta lain juga menguatkan pendapat tersebut bahwa LF dapat digunakan untuk mengatasi kecepatan kemunduran organ dan pengembangan terapi fisio-biologik pada beberapa macam penyakit, misalnya kanker, diabetes mellitus, jantung koroner, stroke, osteoporosis, asmatik, dan infertilitas.

Olahraga atau latihan fisik yang teratur juga bisa mencegah terjadinya depresi karena bisa meningkatkan jumlah serotonin (hormon yang berperan dalam menimbulkan rasa bahagia) dan dopamin (hormon yang berhubungan dengan motivasi) dan norepinefrin yang membangun otak dan mendapat kabar dan meningkatkan harga diri, yang merupakan salah satu komponen dari depresi. 

4.       Prinsip-prinsip Latihan Fisik

Manfaat latihan fisik yang dilakukan tidak akan diperoleh apabila si pelaku tidak menerapkan prinsip-prinsip latihan. Beberapa prinsip latihan yang penting adalah sebagai berikut: 

a. Prinsip beban bertambah (the overload principles)

Tubuh manusia pada umumnya mampu untuk menyesuaikan diri dengan kerja atau beban yang lebih berat. Kekuatan otot akan berkembang lebih efektif bila diberi beban sedikit di atas kemampuannnya. Prinsip peningkatan beban bertambah dalam latihan dapat dilakukan dalam beberapa cara, misalnya dengan meningkatkan frekuensi, intensitas, tipe latihan dan lama latihan (FITT). 

b. Prinsip Individualisasi

Setiap individu mempunyai faktor psikologis dan fisiologis yang berbeda, oleh karena itu prinsip individualisasi merupakan hal yang sangat penting diterapkan pada setiap pelaku. Setiap program latihan harus disusun berdasarakan kemampuan masing-masing pelaku agar tujuan latihan dapat tercapai. Factor umur, jenis kelamin, bentuk tubuh, kedewasaan, latar belakang pendidikan, lamanya berlatih, tingkat kebugaran jasmani, psikologis setiap pelaku semuanya harus diperhatikan dalam penyusunan suatu program latihan fisik. 

c. Prinsip pemulihan

Prinsip pemulihan adalah untuk memberikan kesempatan bagi tubuh untuk berkembang dan mengadaptasi diri agar dapat melaksanakan latihan berikutnya secara maksimal. Pemulihan atau pulih asal secara biofisiologis bertujuan untuk membentuk cadangan energy dan meresintesis sampah metabolism 9asam laktat dari darah dan otot) menjadi sumber energy baru untuk aktivitas fisik lainnya. Bentuk kegiatan selama pulih asal  unsur biofisiologis dapat dilakukan dengan cara istirahat aktif maupun istirahat pasif. 

d. Prinsip kekhususan

Prinsip kekhususan mengarah pada perubahan morfologis dan fungsional yang berkaitan dengan gerak cabang olahraga yang bersangkutan. Prinsip kekhususan ini meliputi kekhususan tujuan yang ingin dicapai, kelompok otot yang dilatih, pola gerak, sistem energi utama, serta jenis kontraksi. 

5. Dosis Latihan Fisik

Untuk menilai dosis olahraga kesehatan aerobik, khususnya intensitas latihan adalah dengan menghitung denyut nadi. Terdapat hubungan yang linier antara intensitas latihan dengar denyut nadi. Rentangan denyut nadi untuk olahraga kesehatan telah disepakati oleh ahli IAFI adalah: 60-85% dari denyut nadi maksimal dengan upaya untuk mempertahankan dosis tersebut, minimal 5 menit, dan idealnya dalam waktu 10-15 menit. Untuk mencari denyut nadi maksimal dapat dicari dengan rumus sebagai berikut: DNM = 220 - umur, sedangkan dosis denyut nadi sub-maksimal adekuat atau DNSA= 70-85% (220-umur). Pemantauan denyut nadi harus dilakukan segera setelah melakukan latihan. Yang harus dilakukan oleh pelaku adalah melatih mencari tempat yang tepat untuk meraba dan menghitung denyut nadi dengan teknik palpasi. Saat ini telah banyak digunakan alat yang mampu mendeteksi denyut nadi secara elektrik yaitu: Pollar Heart Monitor.

Dosis latihan fisik meliputi apa yang sering disebut sebagai konsep FITT yaitu frekuensi, intensitas, tempo atau waktu dan tipe atau bentuk latihan. 

a. Frekuensi latihan

Frekeunsi latihan menyatakan jumlah ulangan latihan yang dilakukan dalam jangka waktu per minggu. Untuk dapat memberikan efek latihan terhadap peningkatan kemampuan komponen kebugaran jasmani sebaiknya lakukan latihan sebanyak 3 – 5 kali per minggu, berdasarkan pada prinsip latihan ada hari latihan berat dan ada hari latihan ringan. Selain itu harus selalu diselingi masa istirahat antara hari latihan misal frekuensi 3 kali per minggu: senin latihan, selasa istirahat, rabu latihan, kamis istirahat, jum’at/sabtu latihan dan minggu istirahat. 

b. Intensitas latihan

Intensitas menyatakan berat ringannya beban latihan dan merupakan faktor utama yang mempengaruhi efek latihan terhadap faal tubuh atau fungsi dari kuatnya respon saraf terhadap benan tertentu pada waktu latihan. Intensitas latihan dapat diukur dengan beberapa cara, dan yang paling mudah adalah dengan mengukur denyut jantung (heart rate) baik secara manual maupun secara elektrik. 

c. Tipe atau bentuk latihan

Pada dasarnya hanya ada dua bentuk latihan fisik yaitu latihan aerobik dan latihan anaerobik. Pilihlah bentuk latihan dan cabang olahraga yang sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai, kemampuan motorik, tingkat kebugaran jasmani, usia, kemampuan ekonomi sehingga latihan fisik yang dilakukan tidak menjadi beban yang berlebihan sehingga menjadi stressor bagi pelaku. 

d. Tempo atau lama latihan

Lama waktu latihan antara atlet dan bukan atlet berbeda. Lama latihan bukan atlet dianjurkan minimal 45 menit yang diawali dengan pemanasan 5 menit dan pendinginan 5 menit. Lama waktu latihan untuk atlet diusahakan minimal 1 – 2 jam waktu efektif.