"What If The Answers You Seek Are Whitin You?"

Bagimana jika jawaban yang kamu cari ada dalam dirimu? Mungkin pertanyaan ini bisa menjadi jawaban atas perdebatan para ilmuwan mengenai bagaimana manusia akan hidup, berevolusi dan berkembang. Bagaimana kehidupan berlangusung dimasa yang akan datang.

Kali ini tema yang penulis angkat berawal dari sebuah pertanyaan "Apakah setiaporang memiliki kemampuan berlari yang sama baiknya seperti orang kebanyakan yang memiliki kemampuan berlari marathon dengan cepat?"Manusia memiliki kemampuan luar biasa untuk berlari jauh dalam kondisi panas dan gersang. Kemampuan ini, unik di antara primata dan langka di antara mamalia,

berasal dari serangkaian fitur khusus yang memungkinkan manusia berlari untuk menyimpan dan melepaskan energi secara efektif, serta membantu menjaga pusat massa tubuh agar tetap stabil dan mengatasi tantangan termoregulasi dari lari jarak jauh. Daya tahan manusia yang menjalankan kemampuan kinerjanya sangat baik dibandingkan dengan mamalia lain dan mungkin muncul sekitar 2 juta tahun yang lalu untuk membantu pemakan daging bersaing dengan karnivora lainnya.

Dalam berlari maraton, ditemukan beberapa faktor yang muncul serta menjadi jawaban atas perdebatan para ilmuwan. Diketahui bahwa ternyata gender serta gen menjadi alasan utama atas perdebatan para ilmuwan. Dalam berlari marathon muncul bahwa respon terhadap perbedaan gender dapat mempengaruhi peforma seorang pelari yang muncul secara biologis.

 Keberhasilan dalam berlari maraton sebagian besar ditentukan oleh kapasitas aerobik dan kekuatan otot. Gender menjadi salah satu alasan kuat dikarenakan pria memiliki kapasitas aerobik yang lebih besar dan kekuatan otot yang lebih besar dibandingkan wanita. Maka tidak dapat dipungkiri bahwa terjadi kesenjangan peforma antara pria dan wanita secara alami.

Namun selain gender tentu saja masih banyak faktor --faktor lainnya sebagai dalam menentukan potensi seseorang dalam berlari. Oleh karena itu, mari kita analisis mekanisme apa saja yang timbul dalam tubuh kita. Dalam berlari marathon kita akan lebih banyak berbicara tentang otot, serta bentuk mekanisme lainnya seperti mekanisme kinerja oksigen dalam tubuh,dsb. Berbicara mengenai mekanisme kerja otot (mechanism of muscle work), ada baiknya jika kita memahami terlebih dahulu apa itu "muscle contraction"(kontraksi otot).

 "Muscle contraction is the activation of tension-generating sites within muscle fibers." Dalam fisiologi, kontraksi otot tidak selalu berarti pemendekan otot karena ketegangan otot dapat diproduksi tanpa terjadi perubahan panjang otot. Berhentinya kontraksi pada otot diikuti dengan berlangsungnya relaksasi otot, yang merupakan tahap dimana kembalinya serat otot dalam keadaan menghasilkan ketegangan rendah atau keadaan normal.

Kontraksi otot (muscle contraction) berdasarkan jenisnya dapat dibedakan menjadi 3 yakni, Isotonic, Isometric, dan Isokinetic. Kontraksi isotonik adalah kontraksi yang menyebabkan otot mengalami perubahan panjang saat berkontraksi dan menyebabkan pergerakan pada bagian tubuh. Ada dua jenis kontraksi Isotonic, yakni Concentric dan Eccentric. Kontraksi concentric merupakan kontraksi yang menyebabkan otot memendek akibat berkontraksi. Contohnya adalah aktivitas menekuk siku, kontraksi konsentris pada otot Biceps, dll. Kontraksi konsentris adalah jenis kontraksi otot yang paling umum dan sering terjadi dalam aktivitas sehari-hari. Selanjutnya adalah kontraksi eccentric.

 Kontraksi eccentric berlawanan dengan concentric dan mengakibatkan otot bertambah panjang ketika berkontraksi. Kontraksi eccentric jarang kita temukan dalam aktivitas sehari-hari, dan biasanya melibatkan kontrol dalam memperlambat gerakan. Misalnya, ketika kita menendang bola, otot akan berkontraksi secara concentric untuk meluruskan lutut, dan dilanjutkan dengan kontraksi secara eccentric dengan memperlambat gerak tungkai bawah. Kontraksi jenis ini menghasilkan banyak ketegangan melalui otot dan biasanya terjadi pada cedera otot. Setelah kita berkenalan dengan banyak kontraksi otot, lalu bagaimana mekanisime kerja otot berlangsung?

Tahapan mekanisme kerja otot dapat diawali dengan Ca2+ (Calsium) yang menstimulus protein troponin dan tropomiosin sehingga membuka sisi penempelan pada sisi aktin. Sisi miosin (kepala) mengurai ATP (Adenosine Triphospate) menjadi ADP (Adenosine Diphospate), sehingga mampu menghasilkan energi yang digunakan untuk mendekatkan diri ke sisi penempelan aktin. Tahap selanjutnya merupakan tahap dimana kepala miosin melekat pada sisi aktin sehingga membentuk jembatan silang "cross-bridge".

 Kepala miosin akan menarik sisi aktin ke arah dalam sehingga otot mengalami kontraksi (muscle contraction) power-stroke. Selanjutnya otot memasuki tahap relaksasi, dimana ATP diurai kembali menjadi ADP sehingga menghasilkan energi yang cukup bagi kepala miosin untuk melepaskan diri dari sisi penempelan aktin. Ca2+ yang bertugas menstimulus protein troponin dan tropomiosin terus dihasilkan yang berasal dari sel saraf yang mengirim rangsangan berupa neotransmitter (asetilkolin).

Namun dalam sistem pergerakan manusia tentu saja tidak hanya otot yang berperan penting dalam menghasilkan gerak bagi tubuh, seperti Mitokondria. Mitokondria memegang peran penting dalam menyuplai sejumlah energi untuk pergerakan. Selain itu kemampuan serta keberadaan Mitokondria inilah yang menjadi salah satu alasan atau penyebab, "kenapa tidak semua orang dilahirkan dengan potensi sebagai atlet marathon?".

Mitokondria merupakan organel seluler yang berfungsi sebagai sumber energi di dalam sel. Mitokondria bertanggung jawab atas produksi energi yang berasal dari pemecahan karbohidrat dan asam lemak. Mitokondria mengoksidasi atau "membakar" karbohidrat, asam amino dan asam lemak untuk energi, menghasilkan ATP. ATP (Adenosine Triphosphate) adalah bentuk seluler dari energi yang digunakan oleh proses seluler di seluruh tubuh, menyediakan energi untuk memompa jantung, mengendalikan otot di anggota tubuh,dll. Secara sederhana, mitokondria menghasilkan ATP, dan ATP sangat penting untuk kelangsungan hidup. Tanpa generasi ATP yang cukup, kehidupan akan lenyap.

Mitokondria dapat ditemukan di setiap jenis sel dan jaringan di tubuh manusia. Intinya - triliunan mitokondria didistribusikan ke seluruh tubuh dengan tujuan menghasilkan ATP. Jaringan otot memiliki kandungan mitokondria tertinggi dari jaringan manapun pada tubuh manusia, untuk menyediakan ATP dalam jumlah besar untuk pergerakan. Otot umumnya dibagi menjadi tiga jenis yakni otot putih, otot merah dan otot campuran. Istilah "merah" dan "putih" mengacu pada banyaknya kandungan mitokondria otot itu sendiri

Otot merah mengandung sejumlah besar mitokondria, otot putih mengandung lebih sedikit mitokondria dan otot campuran mengandung jenis serat otot merah dan putih. Sedangkan satu sel mengandung satu nukleus, sel otot pada umumnya mengandung ratusan bahkan ribuan mitokondria untuk mendukung generasi ATP dalam jumlah yang besar. Pelatihan ketahanan mampu meningkatkan kandungan mitokondria dalam otot dan meningkatkan kemampuan otot untuk menyerap glukosa selama latihan.

Olahraga adalah cara yang paling ampuh untuk meningkatkan produksi mitokondria dalam otot, dengan meningkatkan kemampuan otot membakar karbohidrat dan asam lemak untuk ATP. Ketika berolahraga, sel otot menghasilkan sinyal energi rendah yakni AMP (Adenosine Monoposphate) yang dari waktu ke waktu akan mengalami penumpukan. Pada saat bersamaan, selama periode kontraksi otot, kalsium dilepaskan. Peningkatan kalsium dan AMP (Adenosine Monophosphate) merupakan sinyal kuat untuk memproduksi lebih banyak mitokondria, yang terjadi pada keadaan istirahat setelah berolahraga.

Sebagai tanggapan terhadap kebutuhan ATP yang besar, sel otot merespon akan kebutuhan tersebut, sehinggga mitokondria mampu mengkonsumsi sejumlah besar oksigen, karbohidrat dan asam lemak, sebagai bahan bakar yang dibutuhkan untuk memproduksi ATP. Ketika berlari, otot menggunakan energi yang tersimpan dalam bentuk adenosine triphosphate (ATP). Selain Adenosine Triphosphate (ATP), sumber energi lain yang digunakan untuk menggerakan otot yakni Kreatin fosfat. Kreatin fosfat terurai menjadi kreatin, fosfat, dan energi. Pemecahan ATP dan kreatin fosfat berfungsi untuk menghasilkan energi pada saat kontraksi otot. Proses tersebut tidak memerlukan oksigen sehingga fase kontraksi disebut fase anaerob.

Selain kreatin fosfat sumber energi lainnya yakni, glikogen (gula otot). Glikogen dilarutkan menjadi laktasidogen. Laktasidogen diubah menjadi glukosa dan asam laktat. Glukosa diubah menjadi CO2,H2O, dan energi. Proses tersebut terjadi pada saat relaksasi menggunakan oksigen. Sehingga fase relaksasi disebut fase aerob. Jika terkandung banyak asam laktat di dalamnya, otot akan terasa lelah. Asam laktat akan dioksidasi menggunakan oksigen.

Namun ketersediaan sumber energi ini terbatas dan cepat habis bila digunakan terus-menerus. Cara yang paling efisien untuk mengganti ATP atau sumber energi yang lain dengan respirasi aerobic. Dengan bernafas lebih cepat untuk mengimbangi kekurangan oksigen, maka jantung akan berdetak lebih cepat sehingga bisa memompa lebih banyak darah yang kaya akan oksigen, dan pembuluh darah di otot akan berkembang untuk mengatasi aliran darah yang meningkat. Pelari marathon lebih fokus untuk mendapatkan pasokan oksigen yang cukup. 

Hal ini dikarenakan mereka lebih mengandalkan pada "aerobic respiration",yang dipandang jauh lebih efisien. Pada "anaerobic respiration" menghasilkan 2 ATP untuk tiap molekul glukosa. Sedangkan pada "aerobic respiration" mampu menghasilkan lebih dari 38 ATP untuk tiap molekul glukosa. Respirasi aerobic berlangsung di mitokondria dan membutuhkan oksigen. Inilah kenapa pelari marathon memiliki jumlah mitokondria yang relatif lebih banyak.

Selain itu semakin tinggi tingkat haemoglobin dalam tubuh, semakin tinggi pula kecepatan oksigen didistribusikan ke jaringan,organ, serta sel dalam tubuh. Pelari marathon professional memiliki tingkat haemoglobin lebih tinggi dibandingkan kebanyakan orang pada umumnya. Hal ini memungkinkan mereka untuk memaksimalkan tiap tarikan nafas selama berlari. Mereka tetap bertahan meski bermil-mil berlari karena trasnportasi O2yang baik.

Transportasi oksigen selama berlari, mengakibatkan jantung memompa lebih banyak darah ke jaringan yang lain dengan mengedarkan setidaknya 20 liter darah tiap menitnya. Namun jantung pelari marathon mampu memompa 70% darah. Rata-rata denyut jantung seorang pelari marathon yakni berkisar 160 bpm (beats per minutes) dengan denyut jantung maksimum yakni 200 bpm.

Namun dalam kasus ini, tidak semua orang dilahirkan dengan potensi sebagai atlet maraton dikarenakan kemampuan mitokondria dalam menghasilkan energi secara terus menerus dengan cara mengkonsumsi sejumlah oksigen dalam pembakaran serta kemampuan menyerap glukosa yang kurang. Ingat bahwa mitokondria memiliki DNA-nya sendiri, sehingga terdapat kemungkinan bahwa kemampuan mitokondria untuk membentuk atau menghasilkan energi berbeda pada tiap-tiap orang. Bukan hanya itu kemampuan tubuh untuk mendapatkan pasokan oksigen yang cukup ketika sumber energi ATP habispun berbeda pada tiap individu sehingga menimbulkan efek kelelahan yang lebih cepat.

Menjadi seorang pelari marathon berhubungan tentang ketahanan tubuh. Kebanyakan pelari marathon memiliki proporsi otot slow-twitch yang tinggi. Lain halnya dengan otot high-twitch, serat otot ini memiliki kapasitas aerobic yang lebih tinggi untuk menghasilkan energi dan ketahanan terhadap efek kelelahan. Sehingga pelari marathon dapat terus berlari tanpa merasa kelelahan.

Meskipun begitu, kemampuan semacam ini diwariskan secara turun temurun. Bagi mereka yang yang memiliki high-twitch muscle, harus bekerja keras untuk mencapai level ketahanan yang sama. Inilah penyebab kenapa tidak semua orang mampu menjadi atlet marathon.

Namun sebuah tes genetik dapat mengungkapkan apakah setiap orang berpotensi sebagai pelari marathon atau tidak.

"Scientist have discovered that to run a marathon requires the right combibnation of genes. Those who lack these genes, however, will never improve, no matter how much they train, and their performance may even get even worse. For runners with the right genes, it means their bodies can quickly adapt to carry large amounts of oxygen to their muscles, allowing them to run faster and for longer".

Professor Timmons said, "We know that 20 per cent of people do not respond at all to training and in fact can get worse. They push themselves as hard as everyone else, but their muscles do not extract the same amount of oxygen. About 15 per cent have the genes that mean they will respond highly to training. But only those with a good inherited baseline fitness and good resistence to injury, will ever become elite marathon runners, so that is an even smaller percentage."

The test works by looking at genes that are responsible for remodelling muscle fibres to allow small blood vessels to grow in between. These help to carry as much oxygen as possible to the muscles during exercise.

Melalui pendapat Professor Timmons kita tahu bahwa ternyata gen dapat mempengaruhi potensi seseorang menjadi seorang pelari maraton. Hanya mereka yang memiliki kombinasi gen yang tepat, mampu membentuk pembuluh darah yang baru serta meningkatkan kemampuan otot dalam merespon penyerapan oksigen. 

Jadi dalam esai kali ini penulis kurang setuju, bahwa setiap orang berpotensi sebagai pelari maraton dikarenakan beberapa faktor serta bukti-bukti yang telah penulis bahas sebelumnya, seperti gen, gender, dsb.Penulis harap tulisan ini dapat mengedukasi serta memberikan pengetahuan baru bagi pembaca. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih dan minta maaf apabila terdapat kesalahan dalam penulisan, maupun kesalahan dalam penyajian data-data.