sistem tenaga

ISI KANDUNGAN

================================================================

3.0 Sistem Tenaga

3.1 Pengenalan 57

3.2 Struktur anatomi 58

3.3 Proses fisiologi 59

3.4 Fungsi sistem tenaga 66

3.5 Mekanisme homeostasis 66

3.6 Rumusan 67

3.7 Rujukan 68

56

3.0 Sistem tenaga

Rajah 3.1: Sistem tenaga bagi manusia

(Sumber: Shergill (2008). “Health Mad”)

SISTEM TENAGA

57

3.1 Pengenalan

Manusia, sama ada semasa aktif atau berehat, sentiasa menukar tenaga dari satu bentuk

kepada bentuk yang lain. Umpamanya di dalam permainan badminton, tenaga digunakan

untuk mengekalkan aktiviti otot. Begitu juga di dalam aktiviti berlari dan melompat dan

pergerakan yang memerlukan koordinasi dan imbangan di mana tenaga diperlukan

berterusan.

Tenaga didefinisikan sebagai kapasiti melakukan kerja. Tenaga tidak boleh dicipta

atau dimusnahkan tetapi bertukar bentuk. Tenaga boleh terdapat dalam enam bentuk iaitu

kimia, mekanikal, haba, cahaya, elektrik dan nuklear. Tenaga yang dihasilkan semasa

pemecahan makanan diguna untuk menghasilkan kompaun kimia yang dikenali sebagai

adenosina trifosfat (ATP) yang disimpan dalam sel-sel otot. Apabila salah satu ikatan fosfat

pada ATP terurai, 7 hingga 12 kilokalori tenaga dihasilkan. Tenaga yang dihasilkan semasa

pemecahan ATP merupakan sumber tenaga serta-merta yang boleh digunakan oleh sel-sel

otot untuk melakukan kerja.

Rajah 3.2: Jenis-jenis Sistem Tenaga

SISTEM TENAGA

Sistem Tenaga

Anaerobik

Alaktik Laktik

Aerobik

58

3.2 Struktur sistem tenaga

Tenaga yang diperlukan bagi aktiviti fizikal adalah lebih tinggi berbanding dengan tenaga

yang diperlukan semasa rehat. Peningkatan aktiviti fizikal memerlukan lebih banyak

tenaga. Sebagai contoh semasa berenang dan berlari pecut, tenaga yang digunakan oleh

otot yang aktif adalah 100 kali lebih tinggi daripada tenaga semasa rehat. Aktiviti yang

berintensiti rendah seperti maraton, memerlukan tenaga sehingga 20 hingga 30 kali ganda

daripada semasa rehat. Oleh itu penggunaan tenaga bergantung kepada intensiti, masa

latihan dan tahap kecergasan individu.

Terdapat tiga sistem asas di mana ATP boleh dibekalkan ke sel-sel otot untuk

menghasilkan pergerakan. Dua daripadanya tidak memerlukan oksigen dan dipanggil

sistem anaerobik. Sistem yang ketiga memerlukan oksigen dan dikenali sebagai sistem

aerobik. Sistem anaerobik dipecahkan kepada dua iaitu sistem alaktik dan sistem laktik.

Rajah 3.3: Penghasilan ATP

(Sumber: Mike Walden (2009). TeachPE)

SISTEM TENAGA

59

3.3 Proses fisiologi sistem tenaga

i) Anaerobik alaktik (ATP-PC)

Aktiviti yang melibatkan masa yang singkat dan berintensiti tinggi seperti lari pecut

100 meter dan berenang 25 meter memerlukan tenaga serta merta yang dibekalkan

daripada penguraian Adinosina Trifosfat (ATP) dan Fosfokreatin (PC). Ia juga

dikenali sebagai sistem fosfagen. Hasil akhir pemecahan ini ialah Kreatin (C) dan

fosfat bukan organik (Pi). Tenaga yang terhasil daripada pemecahan PC di sintesis

semula bagi menghasilkan ATP. Jumlah ATP yang dapat disimpan di dalam otot

adalah sedikit mengakibatkan pengurangan tenaga berlaku dengan cepat apabila

aktiviti yang berintensiti tinggi dilakukan. Simpanan ATP pada otot rangka adalah

sedikit. Simpanan ini akan berkurangan dengan cepat apabila aktiviti berintensiti

tinggi dilakukan. Tenaga hanya boleh dibekalkan bagi tempoh 10 saat.

Rajah 3.4: Sistem ATP-PC


SISTEM TENAGA

60

ii) Anaerobik laktik (Asid Laktik)

Sistem ini membekalkan tenaga hasil daripada pemecahan glukosa yang diperolehi

daripada karbohidrat yang tercerna atau glikogen yang tersimpan dalam otot atau

hepar. Sistem ini tidak memerlukan oksigen untuk memecahkan glukosa. Proses

penghasilan tenaga ini dikenali sebagai glikolisis anaerobik iaitu glikosos berpecah

menjadi asid piruvik dan menukar menjadi asid laktik dengan ketiadaan oksigen.

Sistem ini juga menghasilkan asid laktik yang boleh melesukan otot apabila

kandungannya dalam darah terlalu banyak. ATP yang dihasilkan melalui sistem ini

melebihi jumlah ATP yang diperolehi dari sistem anaerobik alaktik (ATP-PC). ATP

daripada sistem ini cukup untuk menjana aktiviti fizikal berintensiti tinggi selama 1-3

minit seperti bola sepak dan hoki.

Rajah 3.5: Sistem Asid Laktik


SISTEM TENAGA

61

ii) Aerobik

Sumber tenaga ini melibatkan pengeluaran ATP daripada pelbagai bahan bakar

dengan penggunaan oksigen. Sumber utama ialah karbohidrat dan lemak. Sistem ini

menghasilkan paling banyak ATP. Ini membolehkan aktiviti fizikal dilakukan dalam

jangka masa yang panjang tetapi berintensiti rendah dan sederhana. Pengeluaran

ATP melalui sistem ini agak perlahan berbanding dengan sistem yang lain dan

memakan masa melebihi tiga minit kerana oksigen perlu disalurkan ke otot melalui

saluran darah. Dengan kehadiran oksigen, asid piruvik berpecah menjadi karbon

dioksida dan air serta membebaskan ATP. Penghasilan ATP adalah melalui tiga

proses utama iaitu glikolisis, kitaran kreb dan sistem pengangkutan elektron.

i. Glikolisis

Mekanisme proses glikolisis boleh berlaku secara anaerobik dan aerobik.

Tindakan kimia sama yang berlaku tetapi hasil sampingan ini yang

membezakan proses yang berlaku secara anaerobik dan aerobik. Dalam

glikolisis anaerobik, asid piruvik bertukar menjadi asid laktik.

ii. Kitaran kreb

Merupakan siri tindakan kimia yang mengoksidakan sepenuhnya enzim

Acetyl CoA. Pada akhir siri tindakan, dua mol ATP akan terbentuk dan

karbohidrat akan dipecahkan ke bentuk karbon dan hidrogen. Karbon akan

bergabung dengan oksigen untuk membentuk karbon dioksida. Karbon

dioksida dinyahkan daripada sistem fisiologi memerusi sistem respiratori.

iii. Pengangkutan elektron

Hidrogen ialah unsur yang dibebaskan menerusi proses glikolisis dan Kitaran

kreb. Hidrogen akan bergabung dengan dua koenzim yang dikenali sebagai

NAD (nicotinamide adenine dinucleotide) dan FAD (flavin adenine

dinucleotide). Enzim-enzim NAD dan FAD membawa atom hidrogen ke RPE.

Pada rantaian ini, berlaku proses pemecahan hidrogen kepada elektron dan

proton.

SISTEM TENAGA

62

Elektron pada RPE berfungsi untuk membolehkan proses fosforilasi adenosin

dwifosfat (ADP) bagi membentuk ATP. Jumlah ATP yang boleh dijana

daripada tindakan ini adalah 34 mol tetapi mekanisme penjanaan ATP

berlaku tanpa had. Pada akhir proses RPE, ion-ion H+ akan bergabung

dengan oksigen untuk membentuk air. Proses ini bertujuan untuk

mengelakkan pengasidan sel otot. Keadaan ini adalah sebab utama

mengapa kelesuan otot yang dialami ketika melakukan aktiviti daya tahan

tidak kronik seperti ketika melakukan aktiviti-aktiviti berasaskan kekuatan dan

kuasa.

Rajah 3.6: Sistem Oksigen


SISTEM TENAGA

63

iv. Kelesuan otot

Kelesuan merujuk kepada kemerosotan kapasiti otot meregang dengan stimulasi

yang berulang. Keadaan ini menyebabkan prestasi individu menurun. Perbincangan

tentang kelesuan memberi tumpuan kepada:

i. Sistem tenaga (ATP-PC, glikolisis dan pengoksidanan)

ii. Pengumpulan hasil sampingan metabolik

iii. Sistem saraf

iv. Mekanisme kegagalan penguncupan gentian

Faktor-faktor yang menyebabkan kelesuan otot:

i. Pengumpulan asid laktik

Asid laktik menyebabkan kelesuan kerana pemecahan karbohidrat yang tidak

sempurna. Tindakbalas ini berlaku dalam fiber otot. Simpanan glikogen ditukarkan

menjadi glukosa dan kemudiannya ditukarkan oleh enzim kepada asid laktik bagi

menghasilkan ATP. Tindak balas ini dinamakan glikolisis anaerobik. Jika asid laktik

terkumpul dalam otot dengan banyak mengakibatkan toksik. Keadaan ini

mengakibatkan kelesuan dan ketegangan pada otot.

ii. Kekurangan simpanan ATP dan PC

Fosfokreatin (PCr) digunakan dalam sistem anaerobik untuk membina ATP dan

kemudiannya mengekalkan simpanan ATP dalam badan. Kajian biopsi menunjukkan

penguncupan otot berulangulang secara maksima menunjukkan kelesuan berlaku

bersama dengan pengurangan fosfokreatin. Sistem ATP-PCr berintensiti tinggi.

Sistem ini mengakibatkan aras ATP menjadi berkurangan. Pada paras kelesuan

yang tinggi, kedua-dua ATP dan PCr menjadi kurang.

SISTEM TENAGA

64

iii. Kekurangan simpanan glikogen otot

Aras ATP otot dikekalkan melalui pemecahan glikogen otot disebabkan oleh sistem

aerobik dan anaerobik. Bagi acara yang berpanjangan, glikogen otot menjadi

sumber utama untuk sintesis ATP. Malangnya simpanan glikogen adalah terhad dan

boleh berkurang dengan cepat. Apabila PCr digunakan, kadar pengurangan glikogen

otot dikawal oleh intensiti aktiviti. Peningkatan kadar kerja tidak berkadar terus

dengan pengurangan glikogen otot. Sebagai contohnya, semasa lari pecut glikogen

otot digunakan 35 hingga 40 kali lebih cepat daripada aktiviti berjalan. Oleh itu

kelesuan dalam aktiviti yang berintensiti tinggi disebabkan oleh kekurangan

simpanan glikogen otot.

Cara untuk melengahkan kelesuan otot

Bagi mengelakkan kelesuan, atlit mesti mengawal kadar kerja melalui rentak larian

yang sesuai bagi memastikan PCr dan ATP tidak kehabisan. Jika pada permulaan

larian terlalu cepat mengakibatkan simpanan ATP dan PC berkurang dengan cepat.

Keadaan ini menyebabkan kelesuan berlaku lebih awal dan atlit gagal mengekalkan

rentak larian sehingga fasa terakhir. Latihan dan pengalaman dapat membantu atlit

menilai rentak larian yang optima bagi meningkatkan keberkesanan penggunaan

ATP dan PC.

SISTEM TENAGA

65

3.3.1 Ciri-ciri umum Sistem Tenaga

Sistem Anaerobik

Alaktik

Anaerobik Laktik Sistem Aerobik

Sumber

makanan/kimiaFosfokreatin Glukosa/glikogen

Glukosa/glikogen,

lemak, protien

Keperluan oksigen Tidak perlu Tidak perlu Perlu

Kelajuan Sangat pantas Pantas Perlahan

Penghasilan ATP Sedikit dan

terhad

Sedikit dan

terhad

Banyak dan tidak

terhad

Jangka masa 10 saat 1-3 minit Melebihi 3 minit

Jenis aktivitiBerintensiti

tinggi

Berintensiti

tinggi

Berintensiti

rendah dan

sederhana

Contoh sukan 100m dan 200m 800m Marathon

Jadual 3.1: Ciri-ciri sistem tenaga

Rajah 3.7: Peratus penghasilan sistem Tenaga


3.4 Fungsi sistem tenaga

SISTEM TENAGA

66

Tenaga ialah kuantiti yang diperlukan untuk berfungsi dan menjalankan kerja serta aktiviti

harian. Tenaga yang digunakan oleh sistem biologi manusia adalah dalam bentuk

adenosina trifosfat (ATP). Peratusan kuantiti penggunaan ATP oleh sistem biologi untuk

bertukar menjadi haba adalah sebanyak 60%-70% manakala bakinya sebanyak 30%-40%

digunakan untuk melakukan aktiviti fizikal.

3.5 Mekanisme homeostasis

3.5.1 Langkah untuk meningkatkan simpanan sumber tenaga

Perkara yang paling penting dalam konsep tenaga adalah bahan api yang

dibekalkan semasa latihan. Apabila kita mengetahui tentang bahan api yang

dibekalkan kepada otot rangka semasa latihan penting dalam menentukan

pemakanan yang sesuai.

Bekalan bahan api yang dimaksudkan ialah jenis makanan yang boleh

menghasilkan ATP semasa latihan. Terdapat tiga sumber kelas makanan utama

yang menghasilkan tenaga iaitu karbohidrat, lemak dan protein. Bekalan tenaga

yang dikeluarkan akibat pemecahan tiga jenis makanan ini boleh digunakan bagi

sistem aerobik untuk menghasilkan ATP. Oleh itu, karbohidrat memainkan peranan

utama sebagai sumber tenaga utama. Selain itu juga, makanan yang perlu dimakan

mesti memberi tumpuan kepada karbohidrat. Walaupun protein boleh digunakan

sebagai sumber tenaga apabila sumber-sumber lain sudah kehabisan seperti

keadaan kesuburan. Lemak apabila dibakar akan dipecahkan kepada asid lemak

dan gliserol. Asid lemak disimpan sebagai tisu adipos atau beredar dalam darah.

Bahan kimia ini boleh menghasilkan ATP melalui tindakbalas kimia.

SISTEM TENAGA

67

Rajah 3.8: Penghasilan simpanan sumber tenaga


3.6 Rumusan

Berdasarkan ciri-ciri sistem tenaga yang telah dibincangkan, penggunaan dominan

sesuatu sistem tenaga untuk menjana ATP bagi mendapatkan bekalan tenaga adalah

ditentukan oleh jenis aktiviti fizikal yang hendak dilakukan. Dengan yang demikian,

perancangan program latihan yang berkesan memerlukan kefahaman jelas hubungkait

yang wujud antara sistem tenaga dengan jenis aktiviti yang dilakukan.

SISTEM TENAGA

68

3.7 Rujukan

Baharudin Omar & Mohd. Hamim Rajikin (1995). Pengenalan Sistem Tubuh dan

Penyakitnya. Selangor: Percetakan Dewan Bahasa dan Pustaka.

A. Raman, Rubi Husain & M. Afandi Muhamad (1995). Fisiologi Manusia. Selangor :

Penerbit Fajar Bakti Sdn. Bhd.

Mohd Khairi & Borhannudin (2005). Buku Teks Sains Sukan Tingkatan 5. Selangor:

H.l Holdings Sdn. Bhd.

Dzulkifli & Jamaliyah (2004). Buku Teks Sains Sukan Tingkatan 4. Selangor: H.l

Holdings Sdn. Bhd.

Pusat Perkembangan Kurikulum (2004). Buku Sumber Sains Sukan Tingkatan 5.

Kuala Lumpur: Kementerian Pendidikan Malaysia.

Pusat Perkembangan Kurikulum (2002). Buku Sumber Sains Sukan Tingkatan 4.

Kuala Lumpur: Kementerian Pendidikan Malaysia.

Donald A.B. (2008). Medline Plus : Trusted Health Information for You. Retrieved

Oktober 10, 1993 from http://www.nlm.nih.gov/MEDLINEPLUS/ency/

imagepages/ 19678.htm

Mike Walden (2009). TeachPE from http://www.teachpe.com/gcse.anatomy/

respiratory.php

M. Geoffs (2009). “Wellsphere: Health knowledge made personal”. Retrieved

Oktober 10, 1993 from http://stanford.wellsphere.com .

Shergill (2008). “Health Mad”. Retrieved August 28, 2006 from

http://optimizedby.rmxads/iframes3

SISTEM TENAGA

sistem tenaga

Documents