fisiologi senam

Bab 1 Fisiologi senaman di US- Sejarah dan Masa Depan

Adak Adakah ah sese seseor oran ang g itu itu mamp mampu u menj menjad adii pelar pelarii pecu pecutt bert bertar araf af duni duniaa kera kerana na disebabkan faktor genetik, ataupun disebabkan oleh latihan? Apakah akan terjadi kepada  jantu  jantung ng anda apabil apabilaa mengam mengambil bil ujian ujian kecerga kecergasan san?? Apakah Apakah perubah perubahan an yang yang berlak berlaku u kepada otot anda hasil daripada latihan ketahanan yang membolehkan anda untuk berlari dengan lebih pantas dalam jarak yang lebih jauh? Jawapan bagi setiap persoalan ini tersedia dalam teks ini. Walaubagaimanapun, kita akan pergi kepada penyataan yang mudah yang memberitahu tentang latihan fisiologi digunakan untuk menghindar dan juga memulih penyakit jantung koronari, persembahan sukan dari atlit-atlit elit, dan kebolehan seseorang seseorang untuk bergerak bergerak dalam persekitaran persekitaran yang mencabar mencabar seperti seperti altitud altitud yang tinggi. tinggi. Terma Terma yang yang diteri diterima ma sejak sejak akhirakhir-akhi akhirr ini sepert sepertii fisio fisiolog logii sukan, sukan, nutris nutrisii sukan sukan dan   perubat perubatan an sukan sukan adalah adalah bukti bukti mengena mengenaii timbul timbulnya nya minat minat terhada terhadap p fisiol fisiologi ogi dalam dalam senaman dalam masalah yang sebenar. Sebelum kita pergi dengan lebih jauh lagi, kita   perlu perlu mempel mempelajar ajarii terleb terlebih ih dahulu dahulu sejara sejarah h tentan tentang g fisiol fisiologi ogi sukan sukan agar agar kita kita dapat dapat memahami di manakah kita dan ke mana kita akan pergi. Permulaan dari Eropah

Tempat yang bagus untuk membincangkan sejarah fisiologi senaman di US ialah di Eropah. Tiga orang saintis, A.V. Hill dari Britain, August Krogh dari Denmark dan Otto Meyerhof dari Jerman, menerima hadiah Nobel kerana kajian mereka tentang otot atau atau senama senaman n otot. otot. Hill Hill dan Meyerh Meyerhof of berkon berkongsi gsi hadiah hadiah Nobel Nobel dalam dalam Fisiol Fisiologi ogi dan   perubatan pada 1922. Hill telah diiktiraf dalam pencapaiannya membuat ukuran yang tepat bagi penghasilan haba semasa pengecutan otot dan pemulihan, dan Meyerhof untuk   penemuannya dalam hubungan antara penggunaan oksigen dan pengukuran asid laktik  dalam otot. Hill mempelajari matematik sebelum berminat dalam fisiologi. Tambahan  pula, dalam hasil kajiannya kajiannya yang dibentangkan dibentangkan untuk hadiah Nobel, kajiannya kajiannya terhadap terhadap manusia membawa kepada perkembangan tulang rangka yang membuatkan kita faham mengenai faktor fisiologi yang berkait rapat dengan larian jarak jauh. Walaupu Walaupun n Krogh Krogh meneri menerima ma hadiah hadiah Nobel Nobel bagi pencap pencapaian aiannya nya dalam dalam kajian kajian menge mengena naii fung fungsi si alir aliran an kapi kapila lari ri,, belia beliau u juga juga dike dikena nali li dala dalam m menen menentu tukan kan juml jumlah ah instr instrume umenta ntasi si yang yang sesuai sesuai dakam dakam kajian kajian fisiol fisiologi ogi senama senaman. n. Alat Alat penganal penganalisi isiss yang yang mampu menganalisis jumlah CO2 dalam 0.001% dengan sempurna dan alat penimbang yang mampu menimbang subjek manusia dengan tepat dalam beberapa gram adalah antara contoh ciptaan Krogh. August Krogh Institute di Denmark mempunyai beberapa makm makmal al fisi fisiol olog ogii sena senama man n yang yang teru terung nggul gul di duni dunia. a. Mari Mariee Krog Krogh, h, iste isteri ri beli beliau au,, merupakan seorang lagi saintis yang hebat dan diiktiraf dalam kajian beliau mengenai  penyukatan kapasiti dalam jantung. Terdapat juga beberapa orang saintis Eropah yang harus disebutkan, bukan sahaja kerana sumbangan mereka dalam fisiologi senaman, malah nama mereka juga sering digunak digunakan an dalam dalam perbin perbincan cangan gan mengena mengenaii fisiol fisiologi ogi senama senaman. n. J.S. J.S. Haldane Haldane membuat membuat

 beberapa kajian mengenai fungsi CO2 dalam mengawal pernafasan. Haldane juga telah mencipta alat penganalisis gas pernafasan yang dinamakan sempena nama beliau. C.G. Douglas melakukan kajian perintis bersama Haldane mengenai fungsi O2 dan asid laktik  dalam dalam pengawa pengawalan lan pernaf pernafasa asan n semasa semasa bersen bersenam, am, termas termasukl uklah ah beberap beberapaa kajian kajian yang yang dilakukan dalam altitud yang berbeza. Beg pengumpul gas yang dibuat dari kanvas dan getah getah yang yang diguna digunakan kan sejak sejak sekian sekian lama lama dalam dalam makmal makmal-ma -makma kmall fisiol fisiologi ogi senama senaman n dinamakan sempena nama Douglas Christian Bohr dari Denmark, yang telah melakukan kajian klasik dalam bagaimana O2 bergabung dengan haemoglobin. Perubahan lengkung dalam oksihaemoglobin disebabkan penambahan CO2 dinamakan sempena nama beliau. Di dalam makmal Bohrlah Krogh memulakan karier beliau dalam kajian pernafasan dan senaman bagi manusia. Harvard Fatigue Laboratory

Permulaan bagi sejarah fisiologi senaman dalam US ialah di Harvard Fatigue Laboratory. Professor L.J. Henderson menubuhkan makmal itu didalam Business School untuk menjalankan kajian fisiologi dalam industri. Dr. David Bruce Dill adalah direktor   pengkaji ketika makmal tersebut dibuka pada 1927 sehingga ia ditutup pada 1947. Teks Dill,  Life, Heat and Altitude ialah digalakkan untuk dibaca bagi pelajar dalam bidang senaman dan fisiologi alam sekitar. Banyak kajian yang tepat yang dijalankan dalam makmal menggunakan alat menganalisis gas Haldane bagi kajian gas pernafasan dan radas Van Slyke bagu analisis darah-gas. Kemajuan dalam alatan berbantu komputer    pada 80-an telah membuatkan pengumpulan data menjadi mudah, tetapi tidak begitu membantu dalam ketepatan ukuran. Harvard Fatigue Laboratory telah menarik ramai pelajar dalam bidang perubatan serta para saintis dari negara-negara lain. Ramai alumni dari makmal tersebut diiktiraf  dalam pencapaian mereka bagi kajian mereka dalam fisiologi senaman. Dua orang pelajar   perubatan, Steven Horvath dan Sid Robinson, berjaya mendapat kerjaya masing-masing di Institute of Environmental Stress di Santa Barbara danIndiana University. Pelajar pelajar asing yang berjaya dalam bidang ini termasuklah E. Asmussen, E.H. Christensen, M. Neilse Neilsen n dan pemenan pemenang g hadiah hadiah Nobel Nobel August August Krogh dari dari Denmar Denmark. k. Para Para sainti saintiss membawa membawa idea dan teknologi teknologi baru di dalam makmal, terlibat dalam kajian di dalam dan luar makmal serta menerbitkan beberapa hasil kajian yang paling penting dalam fisiologi senaman senaman di antara 1930 hingga 1980. Rudolpho Margaria Margaria dari Itali, pergi ke makmal makmal ini untuk mengembangkan kajian beliau dalam ‘oxygen debt’ dan menerangkan tentang kebol keboleh ehan an berg berger erak ak yang yang bert berten enaga aga.. Pete Peterr F. Scho Schola land nder er dari dari Norwa Norway, y, menci mencipt ptaa   penganalisis gas kimia yang kini merupakan cara asas untuk menentuukur gas tangki yang digunakan untuk memiawaikan penganalisis gas elektronik. Kesimpulanny Kesimpulannya, a, di Bawah seliaan Dr. D.B. Dill, Harvard Fatigue Laboratory menjadi model untuk kajian pemeriksaan ke dalam senaman dan fisiologi alam sekitar, terutamanya kerana ia berkait rapat dengan manusia. Apabila makmal ini ditutup dan  para staf berpecah, idea, teknik dan kaedah saintifik serta inkuiri tersebar di seluruh dunia dan bersama mereka, pengaruh Dill di dalam bidang alam sekitar dan fisiologi senaman.

Dr. Dill meneruskan kajian di luar Boulder City, Nevada, sehingga tahun 1980. Beliau meninggal dunia pada usia 93 tahun pada tahun 1986. Kecergasan Fizikal

Kecergasan fizikal ialah satu topik yang popular pada hari ini, dan popularitinya telah menjadi faktor utama dalam memotivasikan pelajar-pelajar kolej untuk mencapai kerjaya dalam pendidikan fizikal, terapi fizikal, nutrisi dan perubatan. Pada 1980, Public Health Health Service Service telah menyenaraikan menyenaraikan “senaman untuk kecergasan kecergasan fizikal” sebagai salah satu dari 15 jalan untuk memperbaiki taraf kesihatan dalam negara. Sementara perkara ini kelihatan seperti baru sahaja berlaku, perkara ini telahpun wujud di dalam negara itu selama lebih seratus tahun dahulu. Di antara Perang Sivil dan Perang Dunia Pertama (WWI), pendidikan fizikal ditumpukan terhadap perkembangan dan keadaan kecergasan, dan ramai ramai ketua ketua dalam dalam pendid pendidika ikan n fizika fizikall dilati dilatih h dalam dalam bidang bidang perubat perubatan. an. Sebaga Sebagaii contoh, Dr. Dudley Sargent, diupah oleh Harvard University pada tahun 1879, telah menyelaraskan sebuah program latihan fizikal bersama keterangan senaman individual untuk menambah baik struktur dan fungsi tubuh seseorang untuk mencapai “keadaan fizika fizikall yang yang utama utama yang yang dipang dipanggil gil sebagai sebagai kecerg kecergasa asan, n, kecerg kecergasa asan n untuk untuk bekerj bekerja, a, kecergasan untuk bermain, kecergasan untuk melakukan apa sahaja yang seseorang boleh lakukan.” Sarg Sargen entt dili diliha hatt tela telah h maju maju sela selang ngka kah h ke hada hadapa pan n pada pada masa masany nyaa dala dalam m menggalakkan kecergasan dalam kalangan rakyat US. Kemudian, perang menjadi satu  perkara  perkara utama yang menarik menarik minat negara tersebut dalam kecergasan kecergasan fizikal. Kerisauan Kerisauan mengenai kesihatan dan kecergasan telah disuarakan ketika WWI dan WWII apabila ramai calon yang gagal dalam ujian induksi disebabkan masalah mental dan fizikal. Kerisauan ini mempengaruhi cara program pendidikan fizikal di sekolah pada tahuntahun tersebut, menjadikannya menyerupai program latihan pra-ketenteraan. Minat terkini terkini terhadap terhadap aktiviti aktiviti fizikal dan kesihatan kesihatan bermula pada 1950 oleh dua  penemuan utama: (1) autopsi yang dijalankan terhadap askar-askar muda yang terkorban semasa semasa Perang Perang Korea Korea telah telah menunj menunjukk ukkan an bahawa bahawa penyaki penyakitt korona koronari ri arteri arteri telahp telahpun un   berkem berkembang bang,, dan (2) Hans Hans Kraus Kraus telah telah menunj menunjukk ukkan an yang yang kanak-ka kanak-kanak nak Amerik Amerikaa menunjukkan menunjukkan prestasi yang kurang baik dalam ujian kecergasan kecergasan otot berbanding berbanding kanakkanak kanak Eropah Eropah.. Disebab Disebabkan kan penemua penemuan n ini, ini, Presid Presiden en Eisenho Eisenhower wer telah telah memula memulakan kan  perundingan pada tahun 1955, akhirnya telah menubuhkan President’s Council on Youth Fitnes Fitness. s. The Americ American an Associ Associati ation on for Health Health,, Physic Physical al Educat Education ion and Recrea Recreatio tion n (AAHPER) menyokong aktiviti ini dan pada 1957, AAHPER Youth Fitness Test telah ditubuhkan untuk diguna pakai dalam program pendidikan fizikal di seluruh negara. Sebelum beliau memulakannya, Presiden Kennedy telah menyuarakan kebimbangannya tentan tentang g tahap tahap kecerga kecergasan san rakyat rakyat di dalam dalam sebuah sebuah artike artikell di dalam dalam Sport Illustrated  Illustrated ,  bertajuk “The Soft American”. “Tenaga “Tenaga fizikal fizikal rakyat negara kita adalah satu dari sumber tenaga Amerika yang   berhar berharga. ga. Sekira Sekiranya nya membazi membazirka rkan n dan membia membiarka rkan n sahaja sahaja sumber sumber ini, ini, di mana mana kita kita memb membia iarka rkan n diri diri kita kita menj menjad adii lema lemah h dan dan kura kurang ng upay upaya, a, kita kita akan akan memu memusn snahk ahkan an

kebolehan kita untuk berhadapan dengan cabaran yang bakal kita tempuhi. Kita tidak  akan menyedari kebolehan kita sebagai rakyat negara ini.” Sema Semasa sa peme pemeri rint ntah ahan an Kenne Kennedy dy,, majl majlis is ini ini tela telah h diuba diubah h nama namany nyaa menj menjadi adi “President’s Council on Physical Fitness” bagi menumpukan terhadap kerisauan tentang kecergasan. Nama itu ditukar lagi dalam pemerintahan Nixon kepada”President’s Council on Physical Fitness and Sport,” yang menyokong tentang kecergasan bukan hanya untuk  sekolah-sekol sekolah-sekolah ah malah di dalam perniagaan perniagaan dan industri. industri. Alatan-alatan Alatan-alatan dalam Youth Fitness Test telah diubah sepanjang tahun, dan pada 1980, American Alliance for Health, Physical Physical Education, Education, Recreation Recreation and Dance (AAHPERD) telah mengeluarkan mengeluarkan manual Health-Related Physical Fitness Test untuk membezakan antara ‘ujian prestasi’ (e.g. 50ela pecut) dan ‘ujian kecergasan’ (e.g. ketebalan kulit). Rujukan ujian kesihatan ini terdiri daripa daripada da arah arah untuk untuk progra program m kecerg kecergasa asan n seumur seumur hidup, hidup, kerisa kerisauan uan tentan tentang g masala masalah h obesiti, kecergasan kardiorespiratori dan lain-lain. Menyelaras Menyelaraskan kan minat ini terhadap terhadap kecergasan kecergasan fizikal fizikal orang-orang orang-orang muda ialah kerisauan terhadap kadar kematian disebabkan penyakit jantung koronari dalam kalangan lelaki lelaki perten pertengah gahan an umur umur Amerik Amerika. a. Kajian Kajian epidem epidemiol iologi ogi terhad terhadap ap status status kesiha kesihatan tan golongan ini telah membuktikan bahawa kebanyakan kes-kes penyakit berhubung kait dengan tahap kesihatan yang rendah (e.g. diet tinggi lemak, merokok, tidak aktif) yang membawa kepada banyak kematian berbanding jangkitan klasik dan penyakit berjangkit. Pada 1966, sebuah simposium telah menumpukan terhadap keperluan yang lebih banyak  dalam aktiviti aktiviti fizikal fizikal dan kesihatan. kesihatan. Pada 1970, peningkatan peningkatan penggunaan penggunaan ujian senaman untuk mendiagnosis penyakit jantung dan untuk menambah preskripsi dalam program senaman untuk menambah baik kesihatan kardiovaskular. Syarikat-syarikat yang besar  telah menubuhkan ‘eksekutif program kecergasan’ untuk memperbaiki tahap kesihatan kumpul kumpulan an yang yang berisi berisiko ko tinggi tinggi itu. itu. Apabil Apabilaa kebany kebanyaka akan n orang orang Amerik Amerikaa sudah sudah biasa biasa dengan program-program tersebut, dan sesetengah pelajar fisiologi senaman menceburi  bidang ‘kecergasan dalam syarikat’, program-program ini bukanlah baru. Pendidikan Fizikal kepada Sains Senaman

Persediaan akademik sebelum graduasi dalam pendidikan fizikal telah berubah sepanjang dekad ini untuk menerangkan tentang asas pengetahuan mengenai fisiologi senaman, biomekanikal dan preskripsi kesihatan. Hal ini berlaku ketika berkurangnya keperlu keperluan an guru guru yang yang mengaj mengajar ar pendidi pendidikan kan fizika fizikall berasa berasaska skan n sekola sekolah h dan keperlu keperluan an untuk para professional dalam bidang senaman untuk menghalang dan juga untuk setting klinikal. Disebabkan hal ini, sama seperti yang lain, telah membuatkan beberapa kolej dan jabatan jabatan universiti universiti untuk menukar menukar nama mereka dari Pedidikan Pedidikan Fizikal Fizikal kepada Sains Senaman. Trend ini mungkin sekali akan terus berkembang, jauh dari asas pendidikan tradisional dan menjadi pendidikan bersepadu di dalam kolej-kolej kesenian dan sains atau atau Allied Allied Health Health Profes Professio sions. ns. Terdapa Terdapatt pertam pertambaha bahan n di dalam dalam bilanga bilangan n progra programm program yang diperlukan sebelum graduasi untuk mengambil bidang kalkulus, kimia dan fizik, serta kursus dalam bidang kimia organik, biokimia, anatomi dan nutrisi. Dalam  banyak kolej dan universiti, terdapat sedikit perbezaan di antara dua tahun pertama dalam   penyediaan bagi terapi pra-fizikal atau bidang pra-perubatan dan bidang yang berkait

rapat dengan profesion kecergasan. Perbezaan di antara bidang-bidang ini terdapat di dalam kursus kursus aplikasi aplikasi yang berikutnya berikutnya.. Biomekanik, Biomekanik, fisiologi senaman, kepimpinan, kepimpinan, kepimpinan kepimpinan dalam senaman senaman dan banyak lagi termasuk dalam pendidikan pendidikan fizikal/ fizikal/ bidang sains senaman. Namun, ia harus ditekankan bahawa trend ini merupakan satu lagi contoh kepada penemuan semula berbanding sebuah perubahan revolusi. Kroll menerangkan dua  program pendidikan fizikal professional yang dijalankan selama selama 4 tahun, pada tahun 1890, Physiology of Bodily Exercise, menjadi sebuah sumber rujukan yang penting kepada para pelajar. Jangkaan dan matlamat program-program ini hampir sama dengan  bidang fisiologi senaman sebelum graduasi. Satu dari matlamat program Harvard adalah untuk untuk memben membenark arkan an pelaja pelajarr untuk untuk melanj melanjutka utkan n pelaja pelajaran ran dalam dalam peruba perubatan tan setela setelah h menamatkan pembelajaran selama dua tahun. Kajian dalam Fisiologi Senaman

Apabila Harvard Fatigue Laboratory ditutup pada 1947, US telah mengalami   perkem perkembang bangan an yang yang hebat hebat dalam dalam bilang bilangan an univer universi siti ti yang yang menawa menawarka rkan n kursus kursus dan   peluang peluang kajian kajian dalam dalam fisiol fisiologi ogi senama senaman. n. Sebuah Sebuah tinjau tinjauan an pada pada 1950 menunj menunjukka ukkan n   bahawa hanya 16 kolej atau universiti yang mempunyai makmal kajian dalam bidang   pendidikan pendidikan fizikal. Perkembangan Perkembangan ini adalah disebabkan disebabkan terdapat terdapat ramai saintis yang dilatih dalam methodologi kajian dalam fizikal senaman, pertambahan bilangan pelajar  yang memasuki kolej disebabkan oleh GI Bill dan pinjaman pelajar, dan pertambahan wang persekutuan untuk menambah kebolehan pengajian di universiti. “Hasil “Hasil-has -hasil il kerja kerja para para sarjan sarjanaa bakal bakal bergand bergandaa melalu melaluii pencapa pencapaian ian pelaja pelajarr pelajarnya.” Kata-kata ini diambil dari Montoye dan Washburn, meluahkan pandangan yang yang telah telah menari menarik k minat minat ramai ramai para para pengkaj pengkajii dan sarjan sarjanaa ke univer universit siti. i. Sokonga Sokongan n terhadap kata-kata ini terbukti di dalam bentuk carta genealogikal para penyumbang idea kepada  Research  Research Quarterly Quarterly.. Carta-carta ini menunjukkan pengaruh yang besar kepada   beberapa beberapa beberapa orang melalui melalui pelajar-pelaja pelajar-pelajarr mereka dalam perkembanga perkembangan n kajian dalam pendidikan fizikal. Contoh yang baik ialah Thomas K. Cureton, Jr., dari University of Illinois, seorang yang penting di dalam melatih ramai para pengkaji di dalam fisiologi senaman dan kecergasan. Illinois Research Laboratory ditubuhkan pada 1944, dan ia menump menumpukan ukan terhada terhadap p fisio fisiolog logii kecerga kecergasan san.. Sebuah Sebuah simpos simposium ium telah telah mengik mengikti tiraf  raf  Cureton pada 1969 dengan menyenarai seramai 64 orang pelajar Ph.D yang menamatkan kajian mereka di bawah arahan beliau. Ketika Cureton telah mencatatkan beratus-ratus arti artike kell hasil hasil kerja kerja beli beliau au dan dan menul menulis is berdoz berdozen en-d -doz ozen en buku buku yang yang berk berkai aitt denga dengan n kecergasan fizikal, hasil-hasil kerja pelajar-pelajar beliau di dalam bidang epidemiologi, kecerga kecergasan san,, pemuli pemulihan han kardia kardiac, c, dan fisiol fisiologi ogi senama senaman n telah telah menyeb menyebabk abkan an bilang bilangan an  pelajar dan produktiviti para sarjana semakin bertambah. Satu contoh dari sebuah program universiti yang boleh dikesan mempunyai ciriciri yang sama seperti Harvard Fatigue Laboratory Laboratory boleh ditemui ditemui di Pennsylvan Pennsylvania ia State State University. Dr. Ancel Keys, seorang dari ahli staf Harvard Fatigue Laboratory, telah membawa Henry Longstreet Taylor ke Laboratory for Physiology Hygiene di University of Minnesota, di mana beliau mendapat Ph.D pada 1941. Taylor kemudian menjadi   penasihat kepada kerja kajian oleh Elsworth R. Buskirk, yang telah menubuhkan dan

meng mengur urus us Labo Labora rato tory ry for for Huma Human n Perf Perfor orma manc ncee Rese Resear arch ch (Nol (Nolll Labo Labora rato tory ry)) di Pennsylvania State University. Noll Laboratory terus beroperasi seperti Harvard Fatigue University, dengan program kajian yang lebih komprehensif di dalam dan luar makmal di dalam senaman asas, alam sekitar dan kajian dalam industri. Walaupun begitu, adalah  jelas bahawa kajian yang bagus di dalam senaman dan fisiologi alam sekitar diuruskan oleh oleh makm makmal al-m -mak akma mall yang yang tida tidak k memp mempun unya yaii hubu hubunga ngan n deng dengan an Harv Harvar ard d Fati Fatigu guee Laborat Laboratory ory.. Makmal Makmal dibuat dibuat di dalam dalam bidang bidang pendidi pendidikan kan fizika fizikal, l, bidang bidang fisiol fisiologi ogi di sekolah sekolah perubatan, perubatan, program perubatan perubatan klinikal klinikal di hospital, dan fasiliti fasiliti bebas seperti seperti Cooper Institute untuk kajian aerobiks. Perkembangan dan kepakaran di dalam kajian yang melibatkan senaman akan dibincangkan di dalam topik yang seterusnya. Golongan Professional dan Jurnal Kajian

Perkembangan minat di dalam fisiologi senaman dan kaitanny dengan kecergasan dan pemulihan di dalam penambahan bilangan golongan professional yang menyebabkan ramai saintis dan pakar mempersembahkan hasil kajian mereka. Pada tahun 1950, dua golongan golongan utama yang berminat dengan fisiologi fisiologi senaman dan apa sahaja yang berkaitan berkaitan dengannya ialah American Physiological Society (APS) dan American Association of  Heal Healtth, Physi hysica call Educ Educat atiion and and Recr Recrea eati tion on (AAH AAHPER) PER).. Kepe Keperrluan luan untu untuk  k  menghimpunkan para ahli fizik, pengajar bidang fizik, dan fisiologist, berminat di dalam aktivi aktiviti ti fizika fizikall dan kesiha kesihatan tan ke dalam dalam satu satu golonga golongan n profes professio sional nal,, yang yang akhirny akhirnyaa menubuhkan American College of Sport Medicine (ACSM) pada 1954. Kini, ACSM mempunyai lebih dari 17,000 orang ahli dengan 12 bidang di seluruh negara, setiap satu menaja menaja perjum perjumpaan paan untuk untuk memper mempersem sembahk bahkan an hasil hasil kajian kajian,, menaja menaja simposi simposium um dan menggalakkan perubatan sukan.

Bab 2 Pengawalan di dalam Tubuh Manusia Sifat Sistem Pengawalan

Untuk memahami dengan lebih mendalam lagi tentang bagaimana tubuh badan dapat mengekalkan keadaan dalamannya, ia boleh difahami melalui analogi yang ringkas dari sistem non-biologikal seperti alat pengawal suhu-termostat dan sistem penyejukan di rumah. Diandaikan juka termostat itu disetkan pada suhu 20C. Sebarang perubahan suhu  bilik dari suhu yang ditetapkan ini menyebabkan perubahan serta-merta melalu pemanas atau penyejuk hawa untuk mengembalikan suhu kepada 20°C. Apabila suhu meningkat melebi melebihi hi suhu suhu yang yang diteta ditetapka pkan, n, termos termostat tat akan mengak mengaktif tifkan kan penyej penyejuk uk hawa, hawa, dan mengembalika mengembalikan n suhu kepada 20°C. Begitulah Begitulah sebaliknya sebaliknya sekiranya sekiranya suhu berkurang dari suhu yang ditetapkan, mengaktifkan sistem pemanas untuk mengembalikan suhu kepada 20°C. Di dalam kedua-dua kes ini, respon yang dihasilkan dari sistem pemanasan dan  penyejukan adalah untuk membetulkan keadaan, suhu tinggi atau rendah apabila keadaan mengizinkan. Siste Sistem m pengawa pengawalan lan biolog biologika ikall boleh boleh ditafs ditafsirk irkan an sebagai sebagai satu satu siri siri kompone komponennkomponen yang saling berhubung antara satu sama lain untuk mengekalkan keadaan  parameter fizikal dan kimia tubuh badan dalam kadar yang tetap. Komponen-komponen asas bagi sistem pengawalan biologikal adalah seperti berikut: (1) penerima, (2) pusat dan (3) efektor. Rangsangan yang diterima oleh penerima (komponen yang mengesan  perubahan  perubahan dalam persekitaran persekitaran)) seperti seperti suhu, tekanan darah dan banyak banyak lagi menghantar  menghantar  mesej kepada pusat, yang boleh dikira sebagai kotak kawalan. Pusat menghantar mesej lagi kepada efektor, yang akan bertindak balas dengan mengubah keadaan persekitaran kembali ke normal. Pemulihan keadaan persekitaran dalaman kepada asal menyebabkan  berkurangnya rangsangan asal yang menggerakkan sistem pengawalan. Suap balik ini dikenali sebagai suap balik negatif. Suap balik negatif 

Hampir semua sistem pengawalan di dalam tubuh berfungsi secara suap balik  negatif. Satu contoh suap balik negatif boleh dilihat dari susunan sistem pernafasan pada kepekatan CO2 di dalam bendalir di luar sel. Di dalam hal ini, pertambahan CO2 di atas tahap normal merangsangkan penerima, yang menghantar informasi ke pusat pengawalan  pernafasan (pusat) untuk menambahkan kadar pernafasan. Efektor di dalam contoh ini ialah otot pernafasan. Pertambahan dalam kadar pernafasan akan mengurangkan kadar  kepekatan CO2 kembali kepada normal, sekaligus membina semula homeostasis. Sebab  berlakunya suap balik itu digelar negatid ialah disebabkan respon sistem pengawalan ini ialah negatif (bertentangan) terhadap rangsangan.

Dapatan dari Sistem Pengawalan

Sistem pengawalan mengekalkan homeostasis dengan dapatan sistem. Dapatan   boleh dikira sebagai kebolehan sistem pengawalan. Hal ini bermakna sistem kawalan yang yang mempuny mempunyai ai dapatan dapatan yang yang besar besar ialah ialah lebih lebih berkebo berkeboleh lehan an untuk untuk membet membetulk ulkan an gangguan di dalam homeostasis dari sistem pengawalan dengan dapatan yang rendah. Seperti yang anda telah sedia maklum, sistem pengawalan yang paling penting di dalam tubuh badan manusia mempunyai dapatan yang besar. Sebagai contoh, sistem kawalan yang yang mengawa mengawall suhu suhu tubuh, tubuh, pernaf pernafasa asan n (arter (arterii pulmon pulmonari ari), ), dan aliran aliran darah darah (siste (sistem m kardio kardiovas vaskul kular) ar) yang yang semuan semuanya ya mempun mempunyai yai dapata dapatan n yang yang besar. besar. Hal ini tidakl tidaklah ah mengejutkan kerana semua sistem pengawalan ini berkaitan dengan hal hidup dan mati seseorang. Contoh-contoh Kawalan Homeostatik 

Untu Untuk k lebi lebih h mema memaham hamii deng dengan an lebi lebih h lanj lanjut ut meng mengen enai ai sist sistem em penga pengawa wala lan n  biologikal, beberapa contoh pengawalan homeostatik hendaklah diambil kira. Pengawalan Tekanan Darah Arterial

Sebuah contoh yang baik bagi pengawalan homeostatik yang menggunakan suap   balik balik negati negatiff ialah ialah “sist “sistem em barore barorecep ceptor tor,” ,” yang yang bertan bertanggun ggungja gjawab wab dalam dalam mengaw mengawal al tekanan darah. Baroreceptor adalah penerima yang sensitif terhadap tekanan yang terletak  di arteri karotid dan juga di dalam lengkungan pada aorta. Apabila tekanan darah arterial  bertambah di atas paras normal, baroreceptor ini akan terangsang, dan impuls saraf akan dihant dihantar ar ke pusat pusat kawala kawalan n kardio kardiovas vaskul kular ar di medull medullaa pada otak. otak. Kemudi Kemudian, an, pusat pusat kawalan kardiovaskular mengurangkan bilangan impuls yang dihantar ke jantung, yang menyebabkan pengurangan darah yang dipam oleh jantung, sekaligus mengembalikan teka tekana nan n arte arteri rial al kepad kepadaa norm normal al.. Begi Begitu tu juga juga seba sebali likny knyaa apabi apabila la tekan tekanan an arte arteri rial al mengurangkan bilangan impuls dari baroreceptor ke otak, yang menyebabkan sistem kawal kawalan an kard kardio iova vask skul ular ar untu untuk k mena menamb mbah ah bila bilanga ngan n impu impuls ls ke jant jantung ung seka sekali ligu guss menambah tekanan darah. Pengawalan Tahap Glukosa pada Darah

Homeostasis juga berfungsi di dalam sistem endokrin. Tubuh badan manusia mempunyai lapan kelenjar endokrin yang utama, yang mensintesis dan merembeskan  bahan kimia yang berasal dari darah iaitu hormon. Hormon diangkut melalui sistem   peredaran di seluruh tubuh sebagai satu cara untuk mengawal peredaran dan fungsi metabol metabolism isme. e. Sebaga Sebagaii contoh contoh kepada kepada peranan peranan siste sistem m endokri endokrin n di dalam dalam memeli memelihar haraa homeostasis ialah pengawalan tahap glukosa pada darah. Dalam kesihatan, kadar glukosa di dalam darah dikawal dengan teliti oleh sistem endokrin. Sebagai contoh, hormon insulin mengawal pengambilan selular dan metabolisme glukosa, menjadikannya penting di dalam pengawalan kadar glukosa di dalam darah. Selepas pengambilan makanan yang mempun mempunyai yai kadar kadar karbohi karbohidra drad d yang yang tinggi tinggi,, tahap tahap glukosa glukosa mening meningkat kat di atas atas paras paras norm normal al.. Pert Pertam amba baha han n kada kadarr gluk glukos osaa pada pada dara darah h meny menyeb ebab abka kan n pank pankre reas as untu untuk  k 

mere meremb mbes eska kan n insu insuli lin, n, yang yang akan akan mere merenda ndahk hkan an kada kadarr gluko glukosa sa pada pada darah darah deng dengan an menambah pengambilan selular. Kegagalan di dalam sistem pengawalan glukosa boleh mengakibatkan penyakit (diabetes). Protein Tekanan Membantu di dalam Pengawalan Homeostasis Selular

Gangguan di dalam homeostasis selular berlaku apabila sebuah sel itu berdepan dengan dengan ‘tekana ‘tekanan’ n’ yang yang menjan menjangkau gkauii kebole kebolehann hannya ya untuk untuk memper mempertah tahanka ankan n diri diri dari dari sebar sebaran ang g bent bentuk uk gangg ganggua uan. n. Sebu Sebuah ah cont contoh oh bagai bagaima mana na sel sel mengg menggun unaka akan n sist sistem em   pengaw pengawala alan n untuk untuk menang menangani ani tekana tekanan n (seper (seperti ti gangguan gangguan dalam dalam homeos homeostas tasis) is) ialah ialah dikenal dikenalii sebaga sebagaii “respo “respon n tekanan tekanan selula selular.” r.” Tekanan Tekanan selula selularr ialah ialah sistem sistem pengawa pengawalan lan   bio biolo logi gika kall di dala dalam m sel sel yang yang mela melawa wan n gang ganggu guan an ke atas atas home homeos osta tasi siss deng dengan an menghasilkan protein yang direka khas untuk melawan tekanan. Dalam peringkat selular, protein amatlah penting dalam mengekalkan keadaan homeostasis homeostasis.. Sebagai Sebagai contoh, protein protein memainkan memainkan peranan peranan yang kritikal kritikal di dalam fungsi sel normal normal dengan dengan menjad menjadii perant perantara ara intras intraselu elular lar atau atau sebaga sebagaii enzim enzim yang yang menjad menjadii  pemangkin dalam reaksi kimia. Kerosakan yang terhasil dari tekanan (seperti suhu yang tinggi tinggi)) boleh boleh menyeb menyebabk abkan an ganggua gangguan n pada homeos homeostas tasis. is. Untuk Untuk melawa melawan n ganggua gangguan n sedem sedemik ikia ian n pada pada homeos homeosta tasi sis, s, sel sel berti bertind ndak ak bala balass denga dengan n meng mengha hasi silk lkan an prot protei ein n  pelindung yang dikenali sebagai protein tekanan. Setelah proses sintesis, protein tekanan ini ini berf berfung ungsi si untu untuk k meli melind ndung ungii sel sel denga dengan n memp memper erba baik ikii prot protei ein n yang yang rosa rosak k dan dan mengembalikan homeostasis. Senaman: Ujian Terhadap Pengawalan Homeostasis

Sena Senama man n otot otot bole boleh h diki dikira ra seba sebaga gaii sebu sebuah ah ujia ujian n untu untuk k meng mengka kaji ji sist sistem em   pengawalan pengawalan homeostasis homeostasis di dalam tubuh, kerana senaman mempunyai mempunyai potensi untuk  mempengaruhi homeostasis. Sebagai contoh, semasa senaman, otot akan menghasilkan  jumlah asid laktik yang besar, yang menyebabkan pertambahan keasidan intraselular dan ekstraselular. Pertambahan keasidan ini melambangkan cabaran yang mencabar ke atas sist sistem em peng pengaw awal alan an asid asid-b -bas asee tubu tubuh h bada badan. n. Seba Sebaga gaii tamb tambah ahan an,, sena senama man n bera beratt menyeb menyebabk abkan an keperlu keperluan an otot otot ke atas atas O2 bertam bertambah, bah, dan bilanga bilangan n CO2 yang besar  besar  terhasil. terhasil. Perubahan Perubahan ini hendaklah hendaklah diatasi diatasi dengan menambah kadar pernafasan (ventilasi (ventilasi  pulmonari) dan pengaliran darah untuk menambah kadar penghantaran O2 untuk otot dan meny menyin ingk gkir irkan kan baha bahan n kumu kumuh h CO2. CO2. Kemu Kemudi dian an,, sema semasa sa sena senama man n berat berat,, otot otot akan akan menghasilkan kadar haba yang tinggi yang mesti disingkirkan untuk  menghindari menghindarioverhea overheating. ting. Sistem Sistem pengawalan pengawalan tubuh haruslah haruslah bertindak bertindak balas dengan serta-merta untuk menghindari perubahan drastik di dalam persekitaran dalam tubuh. Walau Wala u baga bagaim iman anap apun un,, tubu tubuh h bada badan n jara jarang ng untu untuk k meng mengek ekal alka kan n kead keadaa aan n homeostasis homeostasis keseluruhannya keseluruhannya ketika sedang menjalankan menjalankan senaman senaman dalam jangka masa yang lama ketika keadaan panas atau sejuk. Senaman berat atau kerja dalam jangka masa yang lama boleh menyebabkan menyebabkan gangguan di dalam persekitar persekitaran an dalam tubuh yang mana terlalu besar untuk dikawal, sekalipun oleh dapatan sistem kawalan yang paling tinggi, oleh itu keadaan yang malar adalah mustahil. Gangguan yang teruk terhadap homeostasis

  boleh boleh menyeb menyebabka abkan n keleti keletihan, han, dan akhirn akhirnya ya member memberhent hentika ikan n senama senaman. n. Memaha Memahami mi  bagaimana pelbagai sistem pengawalan tubuh mengurangkan gangguan dari senaman ke atas homeostasis adalah penting untuk pelajar fisiologi senaman dan juga salah satu dari tema yang penting di dalam buku teks ini.

Bab 3 Bioenergetik 

Beribu-ribu tindak balas kimia berlaku di dalam tubuh badan pada setiap minit dalam sehari. Secara keseluruhann keseluruhannya, ya, tindak tindak balas ini dikenali dikenali sebagai metabolisme. metabolisme. Metabolisme melibatkan laluan kimia yang menebabkan sintesis molekul (tindak balas anabolik) dan juga berpecahnya molekul (tindak balas katabolik). Oleh kerana tenaga amatlah diperlukan bagi setiap sek, ia tidaklah mengejutkan   jika sel memiliki laluan kimia yang boleh mengubah bahan makanan (seperti lemak,  protein dan karbohidrad) kepada sebuah bentuk tenaga biologikal yang boleh digunakan. Proses Proses metabol metabolik ik ini dikena dikenali li sebaga sebagaii bioene bioenerge rgetik tik.. Untuk Untuk berlar berlari, i, melomp melompat at atau atau  berenang, sel otot haruslah mampu mengeluarkan tenaga secara berterusan dari nutrien makanan. Sebenarnya, ketidakbolehan untuk menukar tenaga dari bahan makanan kepada tenaga biologikal yang boleh digunakan akan mengehadkan penglibatan seseorang itu dalam aktiviti ketahanan. Penerangan untuk hal ini amatlah mudah. Untuk mengecut, sel otot haruslah mempunyai sumber tenaga yang berterusan. Apabila sumber tenaga itu tiada, pengecutan otot adalah mustahil, dan sebarang aktiviti haruslah dihentikan. Oleh sebab itu, mengenai kepentingan tentang penghasilan tenaga selular ketika senaman, adalah sesuatu yang penting bagi seseorang pelajar fisiologi senaman itu membuat satu kefahaman mengenai bioenergetik. Struktur Sel

Sel telah ditemui pada kurun ke-17 oleh seorang saintis Inggeris Robert Hooke. Kemajuan dalam pembinaan mikroskop dalam masa 300 tahun telah membawa kepada kefahaman yang lebih baik dalam struktur dan fungsi sel.Untuk memahami dengan lebih lanjut mengenai bioenergetik, adalah penting bagi kita untuk menghargai struktur dan fungsi sel. Empat elemen (satu darinya adalah bahan kimia asas) mewakili 95% dari tubuh badan. Ia juga termasuklah oksigen (65%), karbon (18%), hidrogen (10%) dan nitrogen (3%). Elemen tambahan boleh ditemui dalam kuantiti yang sedikit, termasuklah sodium, besi, zink, kalium, magnesium, klorida dan kalsium. Elemen yang pelbagai ini terikat terikat antara antara satu sama lain oleh ikatan kimia untuk membentuk membentuk molekul atau sebatian. sebatian. Sebatian yang mengandungi karbon dikenali sebagai sebatian organik, dan sebatian yang tidak mengandungi karbon dikenali sebagai inorganik. Sebagai contoh, air (H2O) tidak  mempunyai mempunyai karbon dan merupakan bahan inorganik. inorganik. Begitulah sebaliknya sebaliknya bagi protein, lemak dan karbohidrat yang mengandungi karbon dan merupakan sebatian organik. Sebagai unit berfungsi yang paling asas di dalam tubuh, sel ialah diibaratkan seperti kilang-kila kilang-kilang ng yang disusun rapi yang mampu mensintesi mensintesiskan skan banyak sebatian sebatian untuk  fungsi fungsi selula selularr normal normal.. Adalah Adalah dimakl dimaklumk umkan an bahawa bahawa tidak tidak semua semua sel adalah adalah serupa, serupa, ataupun ataupun mampu mampu melakuk melakukan an fungsi fungsi yang yang sama. sama. Gambar Gambaran an sel yang yang biasan biasanya ya dibuat dibuat hanyalah memperlihatkan bahagian-bahagian sel yang terdapat dalam hampir semua jenis sel pada tubuh badan. Secara amnya, struktur sel boleh dibahagikan kepada tiga bahagian utama:

1.Membran sel

Membran sel (juga dikenali sebagai membran plasma) ialah lapisan separa-telap yang memisahkan sel dari persekitaran luar sel. Dua fungsi membran sel yang paling utama ialah ialah untuk untuk memaga memagari ri kompone komponen-ko n-kompo mponen nen di dalam dalam sel dan juga juga untuk untuk mengawa mengawall haluan pelbagai bahan yang memasuki dan keluar dari sel. 2.Nukleus

  Nukl Nukleus eus iala ialah h seje sejeni niss komp kompone onen n yang yang besa besarr dan seaka seakan n bula bulatt di dala dalam m sel sel yang yang mengandungi mengandungi komponen komponen genetik selular selular (gen). Gen adalah terdiri terdiri dari dua benag asid asid deoksiribonukleik (DNA), yang berfungsi sebagai asas bagi kod genetik. Secara ringkas, gen mengawal sintesis protein, yang mengawal komposisi sel dan mengawal aktiviti selular. 3. Sitoplasma (digelar sebagai sarkoplasma dalam sel otot).

Ini ialah bahagian bendalir bagi sel di antara nukleus dan membran sel. Terdapat banyak  organel (struktur yang kecil) di dalam sitoplasma yang mempunyai fungsi selular yang spesifik. Salah satu dari organel, mitokondria, dikenali sebagai sumber tenaga bagi sel dan terlibat dalam penukaran oksidatif bahan makanan kepada tenaga selular yang boleh digunakan. Selain itu, sitoplasma juga mengandungi enzim untuk mengawal penguraian glukosa (glykolisis). Transformasi Tenaga Biologikal

Semua Semua jenis jenis tenaga tenaga didapat didapatii dari dari mataha matahari. ri. Tumbuha Tumbuhan n menggun menggunakan akan tenaga tenaga cahaya dari matahari untuk mencipta tindak balas yang membentuk karbohidrat, lemak  dan protein. Haiwan (termasuk manusia) memakan tumbuhan dan juga haiwan lain untuk  mendapatkan tenaga yang diperlukan bagi mengekalkan aktiviti selular. Tenaga wujud dalam pelbagai bentuk (elektrik, mekanikal, kimia dan lain-lain) dan semua bentuk tenaga ini boleh diubah antara satu sama lain. Sebagai contoh, serat otot otot menukar menukar tenaga tenaga kimia kimia kepada kepada tenaga tenaga mekani mekanikal kal untuk untuk melakuk melakukan an perger pergeraka akan. n. Proses Proses bioenergeti bioenergetik k bagi mengubah tenaga kimia kepada tenaga mekanikal mekanikal memerlukan memerlukan satu siri tindak balas kimia yang terkawal. Sebelum kira membincangkan tentang tindak   balas tersebut secara spesifik, keterangan mengenai tindak balas kimia selular disediakan. Tindak balas Kimia Selular

Tenaga Tenaga dipind dipindahka ahkan n di dalam dalam tubuh tubuh badan badan dengan dengan melepas melepaskan kan tenaga tenaga yang yang terdapat di dalam ikatan kimia pelbagai molekul. Ikatan kimia yang mengandungi jumlah tenaga potensi yang besar sering sering dirujuk dirujuk sebagai ‘ikatan ‘ikatan bertenaga bertenaga tinggi’. Seperti yang telah telah ditera diterangka ngkan, n, bioene bioenerge rgetik tik berkai berkaitt rapat rapat dengan dengan pemind pemindahan ahan tenaga tenaga dari dari bahan bahan makanan kepada bentuk biologikal yang boleh digunakan. Pemindahan tenaga ini berlaku kerana disebabkan satu siri tindak balas kimia. Banyak dari tindak balas ini memerlukan

tenaga ke atas reaktan (tindak balas endergonik) sebelum tindak balas berlaku. Namun, disebabkan tenaga itu ditambah ke dalam reaktan, produk akan memiliki lebih banyak  tenaga tenaga bebas bebas dari dari reakta reaktan n asal. asal. Begitu Begitu juga juga sebali sebalikny knyaa sekira sekiranya nya tindak tindak balas balas yang yang mengeluarkan tenaga disebabkan oleh proses kimia yang dikenali sebagai tindak balas eksergonik. Tindak Balas Berpasangan

Kebanyakan tindak balas yang berlaku di dalam sel dikenali sebagai tindak balas   berpas berpasanga angan. n. Tindak Tindak balas balas berpas berpasang angan an adalah adalah tindak tindak balas balas yang yang berkai berkaitan tan,, yang yang membebaskan tenaga bebas di dalam satu tindak balas untuk menggalakkan tindak balas kedua. Sebagai contoh, tenaga yang dibebaskan oleh tindak tindak balas eksergonik eksergonik digunakan digunakan untuk menggalakkan tindak balas yang memerlukan tenaga (tindak balas endergonik) di dalam sel. Hal ini sama seperti dua gear yang bersentuhan yang mana pusingan sebuah gear (gear eksergonik yang membebaskan tenaga) menyebabkan pergerakan gear yang kedua (gear endergonik). Dalam kata lain, tindak balas yang membebaskan tenaga adalah  berpasangan  berpasangan dengan tindak tindak balas yang memerlukan memerlukan tenaga. Tindak balas pengoksidaanpengoksidaan  pen pengu gura rang ngan an adal adalah ah seje sejeni niss tind tindak ak bala balass berp berpas asan anga gan n yang yang pent pentin ing g dan dan akan akan dibincangkan di dalam topik yang seterusnya. Tindak Balas Pengoksidaan-Pengurangan

Proses menyingkirkan elektron dari sebuah atom atau molekul digelar sebagai  pengoksidaan. Penambahan bilangan elektron ke atas atom atau molekul dirujuk sebagai  pengurangan. Pengoksidaan dan pengurangan selalunya ialah tindak balas berpasangan kerana kerana molekul molekul tidak tidak boleh boleh dioksi dioksidaka dakan, n, melain melainkan kan sekira sekiranya nya elektr elektron on diderm didermaka akan n kepada atom yang lain (atau molekul). Atom atau molekul yang menderma elektron dikenali sebagai agen pengurangan dan molekul yang menerima elektron dikenali sebagai agen pengoksidaan. Adalah diketahui bahawa sebuah atom (atau molekul) boleh menjadi sebagai kedua-duanya, kedua-duanya, iaitu agen pengoksidaan dan agen pengurangan. Sebagai contoh, apabila molekul memainkan kedua-dua peranan, mereka boleh menerima elektron pada satu tindak balas dan kemudian mendermakan elektron-elektron ini kepada molekul yang lain untuk menghasilkan tindak balas pengoksidaan-pengurangan. Adal Adalah ah dima dimakl klum umkan kan baha bahawa wa term termaa pengo pengoks ksid idaa aan n bukan bukan berma bermaks ksud ud yang yang oksigen memainkan peranan dalam tindak balas ini. Terma ini diambil dari fakta bahawa oksigen cenderung untuk menerima oksigen dan bertindak sebagai agen pengoksidaan. Sifat oksigen ini digunakan oleh sel untuk menghasilkan sebuah bentuk tenaga yang  boleh digunakan. Amatlah Amatlah penting penting untuk diingati diingati bahawa tindak balas pengoksidaan-pengu pengoksidaan-pengurangan rangan di dalam sel sering melibatkan pemindahan atom hidrogen berbanding dengan elektron  bebas. Hal ini amat tepat kerana sebuah atom hidrogen mempunyai sebuah elektron (dan sebuah proton pada nukleus). Oleh sebab itu, satu atom atau molekul yang kehilangan atom atom hidrog hidrogen en juga juga kehilan kehilangan gan sebuah sebuah elektr elektron on dan dioksi dioksidaka dakan; n; moleku molekull itu yang yang mendapa mendapatt hidrog hidrogen en (dan (dan elektr elektron) on) juga juga dikura dikurangka ngkan. n. Di dalam dalam banyak banyak tindak tindak balas balas

  biologikal biologikal pengoksidaanpengoksidaan-pengura pengurangan, ngan, pasangan pasangan elektron elektron dilepaskan dilepaskan bersama-sa bersama-sama ma di antara molekul sebagai elektron bebas atau pasangan atom hidrogen. Dua molekul memainkan peranan penting di dalam pemindahan hidrogen (dan elek elektr tron on): ): nikot nikotin inam amid idee aden adenin inee dinuk dinukle leot otid idee dan flav flavin in aden adenin inee dinu dinukl kleo eoti tide. de.   Nikotinamide adenine dinukleotide adakah diambil dari vitaman niacin (vitamin B2), manakal manakalaa flavin flavin adenine adenine dinukl dinukleoti eotide de datang datang dari dari vitami vitamin n ribofl riboflavi avin n (B2). (B2). Bentuk  Bentuk  nikotinamide nikotinamide adenine dinukleotid dinukleotidee yang dioksidakan ditulis sebagai NAD manakala manakala  bentuk yang dikurangkan ditulis sebagai NADH. Serupa juga halnya bagi bentuk yang dioksi dioksidaka dakan n bagi bagi flavi flavin n adenide adenide dinukl dinukleot eotide ide dituli dituliss sebaga sebagaii FAD dan bentuk bentuk yang yang dikurangkan ditulis sebagai FADH. Enzim Kada Kadarr kela kelaju juan an bagi bagi tinda tindak k bala balass kimi kimiaa selu selula larr adala adalah h dipe dipeng ngar aruh uhii oleh oleh  pemangkin yang dipanggil sebagai enzim. Enzim adalah sejenis protein yang memainkan   pera peranan nan yang yang utam utamaa dala dalam m peng pengawa awala lan n meta metabol bolis isme me di dala dalam m sel. sel. Enzi Enzim m tida tidak  k  membua membuatka tkan n tindak tindak balas balas berlak berlaku, u, tetapi tetapi sekada sekadarr mengaw mengawal al kadar kadar kelaju kelajuan an di mana mana tindak balas berlaku. Tambahan pula, enzim tidak mengubah sifat tindak balas atau hasil dari tindak balas. Tindak balas berlaku apabila reaktan mempunyai tenaga yang mencukupi untuk   bekerj  bekerja. a. Tenaga Tenaga yang yang diperl diperlukan ukan bagi bagi memula memulakan kan tindak tindak balas balas kimia kimia digela digelarr tenaga tenaga   pen penga gakt ktif ifan an.. Enzi Enzim m berf berfun ungs gsii seba sebaga gaii pema pemang ngki kin n bagi bagi meng mengur uran angk gkan an tena tenaga ga  pengaktifan.  pengaktifan. Keputusan Keputusan akhir adalah untuk menambahkan kadar di mana tindak balas in  berlaku. Kebolehan enzim untuk mengurangkan tenaga pengaktifan terhasil dari stuktur  enzim itu sendiri. Secara amnya, enzim adalah molekul protein yang besar yang memiliki  bentuk tiga-dimensi. Setiap jenis enzim memiliki rabung atau lurah. Poket yang terhasil dari rabung dan lurah terletak terletak di atas enzim dikenali sebagai tapak aktif. Tapak aktif ini amatla amatlah h penting penting,, kerana kerana bentuk bentuk unik unik bagi tapak aktif aktif ini menyeb menyebabka abkan n enzim enzim yang yang terten tertentu tu sahaja sahaja yang yang boleh boleh melekat melekat pada molekul molekul yang yang terten tertentu tu (dipan (dipanggi ggill sebaga sebagaii subs substr trat at). ). Kons Konsep ep baga bagaim imana ana enzim enzim sesu sesuai ai denga dengan n subs substr trat at yang yang tert terten entu tu boleh boleh dianalogikan seperti idea kunci dan pengunci. Bentuk bagi tapak aktif sesebuah enzim ialah spesifik untuk bentuk bagi substrat tertentu sahaja, yang mana membolehkan dua molekul (enzim + substrat) untuk membentuk sebuah kompleks yang dikenali sebagai komple kompleks ks enzim-s enzim-subs ubstra trate. te. Setela Setelah h terben terbentuk tuknya nya komple kompleks ks enzim-s enzim-subs ubstra trate, te, tenaga tenaga  pengaktifan yang diperlukan untuk tindak balas akan dikurangkan, dan tindak balas akan lebih mudah untuk disiapkan. Kemudian hal ini diikuti dengan pengasingan di antara enzim dan produk. Kebolehan sesebuah enzim untuk bertindak sebagai pemangkin tidak  tetap dan boleh dipengaruhi oleh beberapa faktor. Walaupun terdapat sistem penamaan enzim yang standard, kebanyakan buku teks menggunakan nama yang biasa untuk menerangkan secara am mengenai fungsi enzim dan tindak tindak balas balas yang yang dimang dimangkin kinkann kannya. ya. Hampir Hampir semua semua enzim enzim dinama dinamakan kan dengan dengan imbuhan “ase” pada hujungnya. Sebagai contoh, kinase ialah sejenis kumpulan enzim

yang menambah kumpulan fosfat kepada substrat substrat yang akan bertindak balas. Tambahan   pula, dehidrogenase dehidrogenase adalah enzim yang menyingkir menyingkirkan kan hidrogen hidrogen dari substrate. substrate. Satu contoh enzim yang namanya mempunyai kedua-dua substrate dan fungsi ialah laktate dehydrogenase (boleh dijumpai dalam tisu tubuh, terutamanya otot, jantung dan hati). Enzim ini memangkinkan pertukaran asid laktik kepada asid pyruvik dan sebaliknya, dengan arah tujunya bergantung kepada kepekatan reaktan atau enzim. Bahan Bakar Senaman

Tubuh badan mengandungi karbohidrat, lemak dan protein yang diambil setiap hari untuk memberi tenaga yang secukupnya untuk mengekalkan aktiviti selular ketika rehat mahupun bersenam. Semasa bersenam, nutrien asas yang digunakan untuk tenaga ialah lemak dan karbohidrat, dengan protein menyumbang dalam kuantiti yang kecil di dalam jumlah tenaga yang digunakan. Karbohidrat

Karbohidrat Karbohidrat terdiri daripada atom karbon, hidrogen dan oksigen. oksigen. Karbohidrat Karbohidrat yang tersimpan tersimpan menyediakan menyediakan tubuh badan sejenis sejenis bentuk tenaga yang serta merta boleh didapati, dengan 1g karbohidram mampu menyediakan lebih kurang 4kcal tenaga. Seperti yang telah diutarakan, tumbuhan mensintesiskan karbohidrat melalui interaksi dengan CO2, air dan tenaga solar di dalam proses yang dikenali sebagai fotosintesis. Karbohidrat wujud wujud dalam dalam tiga tiga bentuk bentuk:: (1) monosa monosakar karida ida,, (2) disaka disakarid rida, a, dan (3) polisa polisakar karida ida.. Monosakarida ialah gula asas seperti glukosa dan fruktosa. Glukosa amatlah biasa bagi kita dan boleh dikenali sebagai ‘gula darah’. Ia boleh dijumpai di dalam makanan atau  boleh dibentuk dari pencernaan hasil dari penguraian karbohidrat yang lebih kompleks. Fruktosa terdapat di dalam tumbuhan atau madu dan dikira sebagai karbohidrat asas yang  paling manis. Disakarida terbentuk dengan menggabungkan dua monosakarida. Sebagai contoh gula biasa dikenali sebagai sukrosa dan ia terdiri daripada glukosa dan fruktosa. Maltosa,   juga sejenis sejenis disakarida, disakarida, terdiri terdiri daripada dua molekul glukosa. glukosa. Sukrosa Sukrosa dikira sebagai sebagai disakarida yang sering diambil dalam pemakanan di US dan menyumbang sebanyak 25%   pengambilan kalori bagi kebanyakan orang Amerika. Ia berlaku secara semulajadi di dalam banyak karbohidrat seperti tebu, ubi bit, madu dan sirap maple. Polisakarida ialah karbohidrat yang kompleks yang terdiri dari tiga atau lebih monos monosaka akari rida. da. Poli Polisa saka kari rida da bole boleh h terd terdir irii dari dari mole moleku kull yang yang keci kecill (sep (seper erti ti tiga tiga monosakarida) atau molekul yang lebih besar yang mengandungi beratus monosakarida. Secara amnya, polisakarida dikelaskan di antara polisakarida tumbuhan atau haiwan. Dua  bentuk polisakarida yang paling biasa bagi tumbuhan ialah selulosa dan kanji. Manusia tidak mempunyai enzim pencernaan yang diperlukan untuk mencernakan selulosa, dan selulosa menghasilkan serat dalam pemakanan dan menjadi bahan buangan. Berlainan  pula dengan kanji yang boleh didapadi di dalam jagung, bijirin, kekacang, kentang dan kacang pis, yang boleh dicernakan dengan mudah oleh manusia dan sebuah sumber  karbohidrat yang penting bagi orang Amerika. Setelah pencernaan, kanji akan diuraikan

untuk membentuk monosakarida dan boleh digunakan sebagai tenaga kepada sel secara seta merta di dalam bentuk yang lain di dalam sel untuk jangka masa yang akan datang. Glikogen Glikogen ialah sejenis terma yang digunakan digunakan untuk polisakarida polisakarida yang tersimpan tersimpan di dalam tisu haiwan. Ia disintesiskan di dalam sel dengan menghubungkan molekul glukosa bersama. Molekul glikogen selalunya besar dan terdiri dari beratus hingga beribu molekul molekul glikogen. glikogen. Sel menyimpan glikogen untuk membekalkan membekalkan karbohidrat karbohidrat sebagai sumber tenaga. Sebagai contoh, ketika bersenam, sel otot menguraikan menguraikan glikogen glikogen kepada glukosa (proses ini dipanggil sebagai glikogenolisis) dan menggunakan glukosa sebagai sumber tenaga. Begitu juga jika glikogenolisis berlaku di dalam hati, dengan glukosa   bebas yang dibebaskan ke dalam salur darah dan disalurkan ke dalam tisu di seluruh tubuh. Amatlah penting untuk melatih metabolisme kerana glikogen tersimpan di dalam kedua-dua serat otot dan hati. Walau bagaimanapun, glikogen yang tersimpan di dalam  badan adalah sedikit dan boleh berkurangan dalah beberapa jam hasil dari senaman yang  panjang. Oleh sebab itu, pensintesisan glikogen ialah sebuah proses yang berterusan di dalam sel. Pemakanan yang kurang karbohidrat akan menyekat pensintesisan glikogen, sementara diet yang mempunyai karbohidrat yang tinggi menggalakkan pensintesisan glikogen. Lemak 

Walaupu Walaupun n lemak lemak mengan mengandung dungii elemen elemen kimia kimia yang yang sama sama sepert sepertii karbohi karbohidra drat, t, nisbah karbon dan oksigen di dalam lemak adalah lebih banyak berbanding apa yang ada di dalam karbohidrat. Lemak badan yang tersimpan ialah bahan bakar yang ideal untuk  senaman jangka panjang, kerana molekul lemak mengandungi kuantiti tenaga yang besar   pada setiap unit berat. Satu gram lemak mengandungi kira-kira 9kcal tenaga, dua kali ganda berbanding kandungan tenaga di dalam karbohidrat atau protein. Lemak adalah tidak larut di dalam air dan boleh ditemui dalam tumbuhan dan haiwan. Secara amnya, lemak boleh dikelaskan kepada empat kumpulan utama: (1) asid lemak, (2) trigliserida, (3) fosfolipid dan (4) steroid. Asid lemak terdiri daripada rangkaian atom karbon yang   panj panjang ang yang yang dihu dihubun bungk gkan an deng dengan an satu satu kump kumpul ulan an karbok karboksi sill di satu satu huju hujung ng (sat (satu u kumpulan karboksil mengandungi kumpulan karbon, oksigen dan hidrogen). Yang paling  penting, asid lemak adalah bentuk lemak yang paling asas yang digunakan oleh sel otot sebagai tenaga. Asid lemak yang tersimpan di dalam tubuh badan dikenali sebagai trigliserida. Trigliseride adalah terdiri daripada tiga molekul asid lemak dan satu molekul gliserol (bukan sejenis lemak tetapi sejenis alkohol). Walaupun tapak simpanan terbesar bagi trigliserida adalah sel lemak, molekul-molekul ini juga tersimpan dalam banyak jenis sel, term termas asuk ukla lah h sel sel tula tulang, ng, Apabi Apabila la diper diperlu luka kan, n, ia bole boleh h diur diurai aika kan n kepa kepada da bahag bahagia ian n komponen (sebuah proses yang dipanggil sebagai lipolisis), dengan menggunakan asid lemak sebagai substrat tenaga oleh otot dan tisu yang lain. Gliserol yang dibebaskan oleh lipolisis bukanlah sejenis sumber tenaga bagi otot secara terus, tetapi boleh digunakan

oleh hati untuk mensintesiskan glukosa. Oleh sebab itu, seluruh molekul trigliserida ialah sumber tenaga yang berguna untuk tubuh badan. Fosfolipid tidak digunakan oleh otot sebagai sumber tenaga semasa bersenam. Fosfolipid ialah lemak yang digabungkan dengan asid fosforik dan disintesiskan secara maya maya oleh oleh setiap setiap sel dalam dalam tubuh. tubuh. Peranan Peranan biolog biologika ikall bagi fosfol fosfolipi ipid d termas termasukl uklah ah menyediakan gabungan struktur bagi membran sel kepada menyediakan lapisan penebat di sekitar gentian saraf. Jenis lemak yang terakhir ialah steroid. Sekali lagi, lemak ini tidak digunakan sebagai sebagai sumber sumber tenaga tenaga ketika ketika bekerja bekerja,, tetapi tetapi akan akan diutar diutaraka akan n untuk untuk menyed menyediak iakan an  pemahaman terhadap sifat lemak biologikal. Steriod yang paling biasa ialah kolestrol. Kolestrol ialah komponen bagi semua membran sel. Ia boleh disintesiskan pada setiap sel di dalam dalam tubu tubuh h dan dan boleh boleh diam diambi bill di dalam dalam maka makana nan. n. Kemu Kemudi dian an,, kole kolest stro roll juga juga diperl diperlukan ukan untuk untuk mensin mensintes tesisk iskan an hormon hormon seks seks sepert sepertii estrog estrogen, en, proges progester terone, one,dan dan testosterone. Walaupun kolestrol mempunyai banyak fungsi biologikal yang berguna, kandungan kolestrol yang tinggi di dalam darah boleh mengakibatkan penyakit koronari arteri. Protein

Protein terdiri daripada banyak subunit yang dipanggil asid amino. Sekurangkurangnya sebanyak 12 jenis asid amino yang berbeza yang diperlukan oleh badan kita untuk membentuk berbagai tisu, enzim, protein darah dan banyak lagi. Sembilan asid amino, dipanggil amino asid yang penting, tidak boleh disintesiskan oleh tubuh badan dan hendaklah diambil melalui makanan. Protein terbentuk dengan menghubungkan asid amino dengan ikatan kimia yang dipanggil ikatan peptida. Sebagai bahan bakar yang   berpotensi, protein mengandungi sebanyak 4kcal tenaga per gram. Untuk menjadikan   prote protein in sebagai sebagai substr substrat at untuk untuk memben membentuk tuk sebati sebatian an berten bertenaga aga tinggi tinggi,, ia mestil mestilah ah diuraikan kepada juzuk asid amino. Protein boleh menyumbangkan tenaga untuk bekerja dan bersenam dalam dua cara. Pertama asid amino alanine boleh ditukar di dalam hati kepada glukosa, yang kemudiaannya boleh digunakan untuk mensintesiskan glikogen. Glikogen pada hati boleh dinyahgredkan kepada glukosa dan dihantar kepada otot yang  bekerja melalui sistem peredaran. Kedua, banyak asid amino (seperti isoleucine, alanine, leucine, valine) boleh diubah kepada dua jenis sistem metabolik (seperti sebatian yang terl terlib ibat at dala dalam m bioe bioene nerg rget etik ik seca secara ra lang langsu sung) ng) dalam dalam sel sel otot otot dan dan secar secaraa langs langsung ung menyumbang sebagai bahan bakar dalam haluan bioenergetik. Fosfat Bertenaga Tinggi

Sumber tenaga yang cepat bagi latihan otot ialah sebatian fosfat bertenaga tinggi, adenosine triphosphate (ATP). Walaupun ATP bukannya sebuah molekul yang hanya membawa tenaga ke dalam sel, ia juga merupakan molekul yang penting, dan tanpa  jumlah ATP yang cukup, hampir kesemua sel akan mati dengan cepat.

Struk Struktur tur ATP terdiri terdiri kepada kepada tiga tiga bahagia bahagian n utama: utama: (1) bahagia bahagian n adenine adenine,, (2)   bahagi bahagian an ribose ribose,, dan (3) fosfat fosfat bercab bercabang ang tiga. tiga. Perben Perbentuk tukan an ATP berlak berlaku u dengan dengan menggabungkan menggabungkan adenosine diphosphate diphosphate dengan fosfat tidak organik organik dan memerlukan   jumlah tenaga yang banyak. Sebahagian dari tenaga tersimpan di dalam ikatan kimia yang mengikat ADP dan fosfat tidak organik. Ikatan ini dipanggil ikatan bertenaga tinggi. Ketika Ketika enzim enzim ATPase ATPase mengur menguraik aikan an ikatan ikatan ini, ini, tenaga tenaga dilepas dilepaskan kan dan tenaga tenaga boleh boleh digunakan untuk bekerja (seperti latihan otot). ATP juga juga dikenal dikenalii sebaga sebagaii pender penderma ma tenaga tenaga semest semesta. a. Ia berpas berpasang angan an dengan dengan tenaga yang dilepaskan kepada penguraian bahan makanan kepada bentuk tenaga yang   bole boleh h digun digunak akan an oleh oleh semu semuaa sel. sel. Seba Sebagai gai cont contoh oh,, sel sel meng menggu gunak nakan an tind tindak ak bala balass ekserg eksergoni onik k (pengur (penguraia aian n bahan bahan makanan makanan)) untuk untuk membin membinaa ATP melalu melaluii tindak tindak balas balas endergonik.ATP yang baru terhasil ini boleh digunakan sebagai sumber tenaga kepada sel. Bioenergetik 

Sel otot menyimpan jumlah ATP yang terhad. Oleh sebab itu, kerana senaman otot memerlukan bekalan ATP yang tetap untuk menyediakan tenaga yang diperlukan untuk untuk latiha latihan n otot, otot, laluan laluan metabo metabolik lik mesti mestilah lah ada di dalam dalam sel dengan dengan mempuny mempunyai ai kebolehan untuk menghasilkan ATP secara pantas. Sel otot boleh menghasilkan ATP dengan satu atau menggabungkan tiga laluan metabolik: (1) pembentukan ATP dengan  penguraian phosphocreatene (PC), (2) pembentukan ATP melalui penyahgredan glukosa atau glikogen (dipanggil glikolisis) dan (3) pembentukan oksida pada ATP. Pembentukan ATP melalu melaluii laluan laluan PC dan glikol glikolisi isiss tidak tidak meliba melibatka tkan n penggun penggunaan aan O2; laluan laluan ini dipa dipangg nggil il lalu laluan an anaer anaerobi obik k (tan (tanpa pa O2). O2). Pemb Pemben entu tuka kan n oksid oksidaa pada pada ATP ATP denga dengan n  penggunaan O2 dikenali sebagai metabolisme aerobik. Pembentukan ATP Anaerobik 

Cara Cara yang yang pali paling ng ring ringkas kas dan dan juga juga palin paling g cepa cepatt untu untuk k meng menghas hasil ilka kan n ATP ATP melibatkan pendermaan kumpulan fosfat dan tenaga pada ikatannya dari PC kepada ADP untuk membentuk ATP. Tindak balas ini dimangkinkan oleh enzim creatine kinase. Ia berlaku secara mendadak apabila ATP diuraikan oleh ADP + P ketika senaman. Walau bagaimanapun, sel otot hanya menyimpan jumlah PC yang kecil, dan hanya menghasilkan jumlah ATP yang terhad melalui tindak balas ini. Gabungan antara ATP dan PC yang tersimpan dikenali sebagai sispem ATP-PC atau “sistem fosfagen”. Ia menyediakan tenaga untuk  latihan otot ketika bersenam dan ketika senaman ringkas yang padat (kurang dari 5 saat). Pembentukan semula PC memerlukan ATP dan berlaku hanya ketika pemulihan dari senaman. Kepentingan sistem ATP-PC pada atlet boleh difahami dengan melihat kepada senama senaman n jangka jangka pendek pendek yang yang ringka ringkass sepert sepertii larian larian pecut pecut 50 meter, meter, lompat lompat tinggi tinggi,, melakukan angkat berat secara serta merta, ataupun seorang pemain bola sepak berlari

  pecut sepanjang 10 ela di padang. Semua jenis latihan ini memerlukan beberapa saat sahaja untuk diselesaikan dan memerlukan bantuan ATP dengan serta merta. Sistem ATP-PC menyediakan sebuah tindak balas enzim yang ringkas untuk aktiviti-aktiviti seperti ini. Pengurangan PC adalah disebabkan dari pengehadkan latihan jangka masa   pendek pendek yang yang padat padat telah telah membawa membawa kepada kepada cadanga cadangan n yang yang mengat mengatakan akan penghas penghasila ilan n creatine dalam jumlah yang banyak boleh memperbaiki prestasi latihan. Laluan metabolisme yang kedua yang boleh menghasilkan ATP serta merta tanpa menglibatkan O2 ialah glikolisis. Glikolisis melibatkan penguraian glukosa atau glikogen untuk menghasilkan dua molekul asid pyruvik atau asid laktik. Glikolisis ialah sebuah haluan anaerobik yang digunakan untuk memindahkan tenaga pada ikatan dari glukosa kepada fosfat bukan organik pada ADP. Proses ini melibatkan satu siri pemangkinan enzim ataupun tindak balas berpasangan. Glikolisis berlaku di dalam sarkoplasma di dalam sel otot dan menghasilkan berat bersih dua molekul ATP dan dua molekul asid  pyruvik atau asid laktik pada setiap molekul glukosa. Kemudian, mari kita memahami glikolisis secara lebih lanjut. Pertama, tindak   balas di antara glukosa dan pyruvate boleh dikenali dengan dua fasa yang berbeza: (1) fasa penghasilan tenaga dan (2) fasa pengeluaran tenaga. Lima tindak balas yang pertama menjadi fasa penghasilan tenaga di mana ATP yang disimpan mestilah digunakan untuk  menghas menghasilk ilkan an gula gula fosfat fosfat.. Walaup Walaupun un hasil hasil dari dari glikol glikolisi isiss ialah ialah penghas penghasila ilan n tenaga tenaga (ekser (eksergoni gonik), k), glikol glikolisi isiss hendakl hendaklah ah diutam diutamakan akan dengan dengan penamb penambaha ahan n ATP pada dua  bahagi  bahagian an ketika ketika permul permulaan aan haluan. haluan. Sebab Sebab ATP diutam diutamakan akan adalah adalah untuk untuk menamb menambah ah kumpul kumpulan an fosfat fosfat (dipan (dipanggi ggill phosphor phosphoryl ylati ation) on) kepada kepada glukos glukosaa dan frukto fruktosasa-6-f 6-fosf osfat. at. Apabila glikolisis dimulakan dengan glikogen sebagai substrat, penambahan satu ATP adalah adalah diperl diperluka ukan n (gliko (glikogen gen tidak tidak memerl memerlukan ukan phosph phosphory orylat lation ion dari dari ATP, ATP, tetapi tetapi sebali sebalikny knyaa phosphor phosphoryla ylatio tion n dari dari fosfat fosfat bukan bukan organi organik). k). Lima Lima tindak tindak balas balas terakhi terakhir  r  glikolisis mewakili fasa pengeluaran tenaga glikolisis. Dua molekul ATP dihasilkan pada dua tindak balas yang berbeza pada hujung haluan glikolitik; dan dapatan glikolisis ialah dua ATP apabila apabila glukos glukosaa sebagai sebagai substr substrat at dan tiga tiga ATP apabila apabila glikoge glikogen n sebaga sebagaii substrat. Hidrogen selalunya disingkirkan dari substrat nutrient di dalam bioenergetik dan dibawa oleh molekul pembawa. Dua molekul pembawa yang secara biologikal amat  penting adalah nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) dan flavin adenine dinucleotide (FAD). (FAD). Kedua-d Kedua-dua ua NAD dan FAD membaw membawaa hidrog hidrogen en dan elektr elektronon-ele elektr ktron on yang yang terdapat pada kedua-duanya digunakan untuk menghasilkan ATP di dalam mitokondria melalui proses aerobik. Untuk mendapat tindak balas kimia di dalam glikolisis untuk  meneruskan proses, dua hidrogen mestilah disingkirkan dari glyceraldehyde-3-phosphate, yang akan digabungk ngkan den dengan fosfat bukan organik, untu ntuk memben bentuk  diphosphoglycerate. Penerima hidrogen di dalam tindak balas ini ialah NAD. Di sini,  NAD menerima satu dari hidrogen, sementara hidrogen yang lain bebas di dalam larutan. Ketika menerima hidrogen, NAD diubah ke dalam bentuknya yang lebih asas, NADH. Jumlah NAD yang cukup hendaklah ada untuk menerima atom hidrogen yang mesti disingkirkan dari glyceraldehyde-3-phosphate apabila glikolisis diteruskan. Bagaimana  NAD dibentuk semula dari NADH? Terdapat dua cara untuk sel bagi mengembalikan

 NAD dari NADH. Pertama, apabila terdapat oksigen (O2) yang mencukupi, hidrogen dari   NADH boleh dibawa ke dalam mitokondria sel. Kedua, apabila O2 tidak ada untuk  menerima hidrogen ke dalam mitokondria, asid pyruvik boleh menerima hidrogen untuk  memben membentuk tuk asid asid laktik laktik.. Enzim Enzim yang yang memangk memangkinka inkan n tindak tindak balas balas ini ialah ialah laktat laktatee dihidrogenase (LHD), dengan hasil pada akhirnya ialah pembentukan asid laktik dan   pembent pembentukan ukan semula semula NAD. NAD. Oleh Oleh itu, itu, sebab sebab pemben pembentuk tukan an asid asid laktik laktik adalah adalah untuk  untuk  mengitar semula NAD (NADH diubah kepada NAD) supaya glikolisis boleh diteruskan. Sekali lagi, glikolisis ialah penguraian glukosa kepada asid pyruvik atau asid lakt laktik ik deng dengan an mengh menghas asil ilka kan n dua dua atau atau tiga tiga ATP, ATP, berg bergan antu tung ng kepad kepadaa halu haluan an yang yang dilaluinya dengan glukosa atau glikogen. Glukosa ialah molekul 6-karbon manakala asid  pyruvik dan asid laktik ialah molekul 3-karbon. Hal ini menerangkan penghasilan dua molekul asid pyruvik atau asid laktik dari satu molekul glukosa. Oleh kerana O2 tidak  terlib terlibat at secara secara terus terus di dalam dalam glikol glikolisi isis, s, haluan haluan ini dikir dikiraa sebaga sebagaii anaero anaerobik bik.. Walau Walau  bagaimanapun  bagaimanapun,, sekiranya sekiranya terdapat O2 di dalam mitokondri mitokondria, a, pyruvate pyruvate boleh di sertakan sertakan di dalam penghasilan ATP secara aerobik. Penghasilan ATP Aerobik 

Penghasilan ATP secara aerobik berlaku di dalam mitokondria dan melibatkan interaksi antara dua haluan metabolik: (1) kitaran Krebs dan (2) rantaian pengangkutan elektron. Fungsi utama kitaran Krebs (juga dikenali sebagai kitaran asid citric) ialah melengk melengkapka apkan n pengoks pengoksida idaan an (penyi (penyingki ngkiran ran hidrog hidrogen) en) pada karbohi karbohidra drat, t, lemak lemak atau atau  protein menggunakan NAD dan FAD sebagai pembawa hidrogen (tenaga). Kepentingan  penyingkiran hidrogen (untuk kebaikan elektron mereka) mengandungi tenaga potensi di dalam molekul makanan. Tenaga ini boleh digunakan di dalam rantaian pengangkutan elektron untuk menggabungkan ADP + fosfat bukan organik untuk menghasilkan semula ATP. Oksigen tidak terlibat di dalam tindak balas kitaran Krebs tetapi penerima hidrogen akhir pada akhir rantaian pengangkutan elektron (air dibentuk, H2 + O = H2O). Proses  penghasilan ATP secara aerobik dikenali sebagai oxidative phosphorylation. Kitaran Krebs

Kitaran Krebs dinamakan sempena nama ahli biokimia Hans Krebs, di mana kajian perintisnya telah menambahkan pemahaman kita di dalam haluan yang kompleks ini. Kitaran Krebs memerlukan dua molekul karbon, acetyl~CoA. Acetyl~CoA boleh dibe dibent ntuk uk dari dari pengu pengura raia ian n karb karbohi ohidr drat at,, lema lemak k atau atau prot protei ein. n. Mula Mula-m -mul ula, a, mari mari kita kita tumpukan pada pembentukan acetyl~CoA dari pyruvate (pyruvate boleh dibentuk dari kedua-dua kedua-dua karbohidrat karbohidrat dan protein). protein). Pyruvate (molekul tiga karbon) karbon) diuraikan diuraikan untuk  memben membentuk tuk acetyl acetyl~CoA ~CoA (molek (molekul ul dua karbon) karbon) dan karbon karbon yang yang tingga tinggall diderm didermaka akan n sebagai CO2. Kemudian, acetyl~CoA bergabung dengan oxaloacetate (molekul empat karbon) untuk membentuk citrate (enam karbon). Apa yang mengikut ialah satu siri tindak balas untuk membentuk oxaloacetate dan dua molekul CO2, dan haluan bermula  berulang-ulang kali.

Untu Untuk k seti setiap ap mole moleku kull gluk glukos osaa mema memasu suki ki glik glikol olis isis is,, dua mole molekul kul pyru pyruva vate te dibentuk, dan di dalam kehadiran O2, mereka diubah kepada dua molekul acetyl~CoA. Hal ini bermakna setiap molekul glukosa menghasilkan dua pusingan kitaran Krebs. Fungsi kitaran Krebs ialah untuk menyingkirkan hidrogen dan tenaga yang berkaitan dengan dengan hidrog hidrogen en dari dari pelbaga pelbagaii substr substrat at yang yang terlib terlibat at di dalam dalam kitara kitaran. n. Untuk Untuk setiap setiap  pasanga  pasangan n elektr elektron on yang yang melalu melaluii rantai rantaian an pengang pengangkut kutan an elektr elektron on dari dari NADH NADH kepada kepada oksigen, terdapat tenaga yang cukup untuk membentuk 2.5 molekul ATP. Untuk setiap moleku molekull FADH FADH yang yang dibent dibentuk, uk, terdapa terdapatt tenaga tenaga yang yang cukup cukup untuk untuk mengha menghasil silkan kan 1.5 molekul ATP. Oleh sebab itu, di dalam penghasilan ATP, FADH tidaklah mempunyai tenaga yang banyak seperti NADH. Tamb Tambah ahan an pula pula di dala dalam m peng pengha hasi sila lan n NADH NADH dan dan FADH FADH,, kita kitara ran n Kreb Krebss menghasilkan pembentukan terus sebatian penuh tenaga, guanosine triphosphate (GTP). GTP GTP iala ialah h seje sejeni niss sebat sebatia ian n penu penuh h tenag tenagaa yang yang bole boleh h memb membaw awaa kumlu kumlula lan n fosf fosfat at terminalnya kepada ADP untuk membentuk ATP. Pembentukan terus GTP di dalam kitaran Krebs dikenali sebagai phosphorylation tahap substrat, dan hanya cukup untuk    jumlah pertukaran tenaga yang kecil di dalam kitaran Krebs, kerana hampir kesemua tenaga yang dihasilkan dihasilkan oleh kitaran kitaran Krebs diambil oleh rantaian rantaian pengangkutan pengangkutan elektron untuk membentuk ATP. Pada satu tahap kita perlu fokus kepada peranan yang dimainkan oleh karbohidrat di dalam penghasilan acetyl~CoA untuk memasuki kitaran Krebs. Bagaimana lemak dan   prote protein in melalu melaluii metabol metabolism ismee aerobi aerobik. k. Adalah Adalah diketa diketahui hui bahawa bahawa lemak lemak (trigl (triglise iserid rida) a) diuraikan untuk membentuk asid berlemak dan gliserol. Asid berlemak ini boleh melalui satu siri tindak balas untuk membentuk acetyl-CoA (dipanggil pengoksidaan beta) dan kemudian memasuki kitaran Krebs. Walaupun gliserol boleh diubah melalui glikolisis di dalam hari, hal ini tidak berlaku secara mendadak di dalam otot manusia. Oleh sebab itu, gliserol bukanlah bahan bakar yang begitu penting semasa bekerja. Seperti yang telah dikemukakan, protein bukanlah dikenali sebagai sumber bahan  bakar yang utama ketika bersenam, kerana ia hanya menyumbang sebanyak 2-15% bahan   bakar ketika bekerja. Protein boleh memasuki haluan bioenergetik di dalam pelbagai tempat. tempat. Walau bagaimanapun, bagaimanapun, langkah yang pertama pertama ialah penguraian penguraian protein ke dalam subunit asid amino. Apa yang berlaku kemudian bergantung kepada jenis asid amino apakah yang terlibat. Contohnya, sesetengah asid amino boleh diubah kepada glukosa atau atau asid asid pyruvi pyruvik, k, sesete sesetengah ngah lagi lagi kepada kepada acetyl acetyl~Co ~CoA, A, dan yang yang lain-l lain-lain ain di dalam dalam kitaran Krebs. Rantaian Pengangkutan Elektron

Penghasilan ATP secara aerobik (dipanggil oxidative phosphorylation) berlaku di dalam mitokondria. Haluan ini bertanggungjawab di dalam proses yang dipanggil sebagai rantaian pengangkutan elektron (juga dikenali sebagai rantaian respiratori atau rantaian cytochrome). Penghasilan ATP secara aerobik boleh berlaku kerana mekanisme yang menggunakan tenaga potensi terdapat di dalam pembawa hidrogen yang dikurangkan sepert sepertii NADH NADH dan FADH FADH kepada kepada rephos rephosphor phoryla ylate te ADP dan juga juga ATP. ATP. Pembaw Pembawaa

hidr hidrog ogen en yang yang diku dikura rang ngka kan n tidak tidak berti bertind ndak ak bala balass seca secara ra teru teruss denga dengan n oksi oksige gen. n. Seba Sebali likn knya ya,, elekt elektro ron n yang yang disi dising ngki kirk rkan an dari dari atom atom hidr hidroge ogen n dibaw dibawaa oleh oleh satu satu siri siri  pembawa elektron yang dikenali sebagai cytochrome. Ketika elektron dibawa ke rantaian cyto cytochr chrom ome, e, tena tenaga ga yang yang cukup cukup dile dilepas paskan kan untuk untuk resp respho hosp sphor horyl ylat atee ADP ADP untuk  untuk  memb memben entu tuk k ATP ATP pada pada tiga tiga tapa tapak k berb berbez eza. a. Apab Apabil ilaa elek elektr tron on mela melalu luii rant rantai aian an  pengangkutan elektron, molekul yang sangat reaktif yang dipanggil radikal bebas akan terbentuk. Radikal bebas dalam jumlah yang banyak boleh membahayakan otot dan menyumbang kepada keletihan otot. Pembawa hidrogen yang membawa elektron ke rantaian pengangkutan elektrom datang dari pelbagai sumber. Dua NADH dihasilkan dari setiap molekul glukosa yang dinyahgredkan melalui glikolisis. NADH ini terletak di luar mitokondria, dan hidrogen   pada padany nyaa henda hendakl klah ah dian diangk gkut ut mela melalu luii memb membra ran n mito mitoko kond ndri riaa denga dengan n meka mekani nism smee   pengangkutan pengangkutan yang istimewa. istimewa. Walau bagaimanapun, bagaimanapun, banak elektron elektron yang memasuki rantaian pengangkutan elektron dari molekul NADH dan FADH dibentuk hasil daripada  pengoksidaan kitaran Krebs. Dua elektron dari NADH atau FADH dibawa ke satu siri sebatian yang melalui   pengoks pengoksida idaan an dan pengura penguranga ngan, n, dengan dengan tenaga tenaga yang yang cukup cukup yang yang dibeba dibebaska skan n untuk  untuk  mensin mensintes tesisk iskan an ATP pada pada tiga tiga tempat tempat sepanj sepanjang ang laluan. laluan. FADH FADH memasu memasuki ki laluan laluan cytochrome melalui satu pusat di bawah tahap kemasukan untuk NADH. Ia amat penting kerana tahap kemasukan bagi FADH melepasi satu dari tapak-tapak untuk penghasilan ATP, ATP, dan dan seti setiap ap mole moleku kull FADH FADH yang yang mema memasu suki ki rant rantai aian an penga pengangk ngkut utan an elek elektr tron on mempunyai tenaga yang cukup bagi membentuk hanya 1.5 ATP. Sebaliknya, kemasukan   NADH ke dalam rantaian pengangkutan elektron menyebabkan penghasilan 2.5 ATP. Pada akhir rantaian rantaian pengangkutan pengangkutan elektron, oksigen menerima elektron yang dibawa melaluinya dan bergabung dengan hidrogen untuk membentuk air. Sekiranya O2 tidak  ada untuk menerima elektron-el elektron-elektro ektron n tersebut, tersebut, oxidative oxidative phosphoryl phosphorylation ation tidak akan   berlak berlaku, u, dan pemben pembentuk tukan an ATP di dalam dalam sel mesti mesti dilaku dilakukan kan melalu melaluii metabol metabolism ismee anaerobik. ATP dibentuk pada beberapa tempat sepanjang rantaian pengangkutan elektron. Bagaimana Bagaimana pembentukan pembentukan ATP berlaku? Mekanisme Mekanisme yang menerangkan pembentukan pembentukan ATP secara aerobik dikenali sebagai chemiosmotic hypothesis. Apabila elektron dihantar  sepanjang sepanjang rantaian rantaian cytochrome, cytochrome, tenaga yang dilepaskan digunakan untuk mengepam mengepam hidrog hidrogen en yang yang dilepa dilepaska skan n dari dari NADH NADH dan FADH FADH dari dari dalam dalam mitokon mitokondri driaa melalu melaluii membran dalaman mitokondria. Hasilnya ialah penimbunan proton hidrogen di dalam dan di luar ruangan membran mitokondria. Penimbunan hidrogen ini ialah sumber tenaga  potensi yang boleh dikumpul dan digunakan untuk menggabungkan kembali fosfat bukan organik organik dengan ADP untuk membentuk membentuk ATP. Sebagai contoh, satu longgokan hidrogen ialah sama seperti tenaga potensi bagi air pada empanagn; apabila air bertakung dan turun melalui melalui bahagian bahagian atas atas empang empangan, an, air yang yang jatuh jatuh menjad menjadii tenaga tenaga kineti kinetik k yang yang boleh boleh digunakan untuk melakukan kerja. Terdapat tiga pengepam untuk menggerakkan hidrogen dari matriks mitokondria ke ruangan yang tersedia. Pengepam yang pertama menggerakan empat proton hidrogen

(menggunakan NADH) melalui ruangan membran pertengahan untuk setiap dua elektron yang bergerak sepanjang rantaian pengangkutan elektron. Pengepam yang kedua juga membawa empat proton hidrogen ke dalam ruangan membran pertengahan sementara  pengepam ketiga hanya menggerakkan dua proton hidrogen ke dalam ruang membran  pertengahan. Hasilnya, terdapat kepekatan proton hidrogen yang tinggi di dalam ruangan memb membra ran n perte pertenga ngaha han n berb berban andi ding ng yang yang terd terdapa apatt di dala dalam m matr matrik iks; s; kece keceru runa nan n ini ini menyebabkan proton hidrogen untuk meresap balik ke dalam matriks. Tetapi, disebabkan mitokondrial dalaman tidak telap kepada proton hidrogen, mereka hanya boleh melalui membra membran n melalui melalui laluan laluan proton proton hidrog hidrogen en yang yang khas khas (dipan (dipanggi ggill sebagai sebagai respi respirat ratory ory assemblies). Apabila proton hidrogen melalui membran dalaman mitokondrial melalui lalu laluan an ini, ini, ATP ATP dibe dibent ntuk uk dari dari tamb tambaha ahan n fosf fosfat at kepad kepadaa ADP ADP (dip (dipan angg ggil il seba sebaga gaii  phosphorylation). Hal ini berlaku kerana pergerakan proton hidrogen merentasi membran dalaman mitokondrial mengaktifkan pensintesisan enzim ATP. Peranan rantaian pengangkutan elektron ialah untuk membawa elektron ke siri cytochrome untuk menyediakan tenaga bagi menggalakkan penghasilan ATP di dalam mitoko mitokondr ndria. ia. Proses Proses ini memerl memerlukan ukan setiap setiap elemen elemen di dalam dalam rantai rantaian an pengang pengangkut kutan an elektron melalui satu siri tindak balas pengoksidaan-pengurangan. Sekiranya cytochrome terakhir terus berada dalam bentuk pengurangannya, ia tidak akan mampu menerima lebi lebih h bany banyak ak elekt elektro rond ndan an rant rantai aian an penga pengangk ngkut utan an elekt elektro ron n akan akan terh terhen enti ti.. Wa Wala lau u  bagaimanapun, apabila terdapatnya oksigen, cytochrome terakhir akan dioksidakan oleh oksigen. Oksigen, yang didapati dari gas yang diambil kita, membolehkan pengangkutan elektr elektron on untuk untuk terus terus berfun berfungsi gsi sebagai sebagai penerim penerimaa elektr elektron on terakh terakhir ir di dalam dalam rantai rantaian an  pengangkutan elektron. Ia akan mengoksidakan cytochrome terakhir dan membolehkan  pengangkutan elektron dan oxidative phosphorylation untuk diteruskan. Sebagai langkah terakhir di dalam rantaian pengangkutan elektron, oksigen menerima dua elektron yang melalui melalui sepanj sepanjang ang rantai rantaian an pengang pengangkut kutan an elektr elektron on bukan bukan dari dari NADH NADH atau atau FADH. FADH. Molekul oksigen yang dikurangkan ini bergabung dengan dua proton hidrogen untuk  membentuk air. Seperti yang sudah diutarakan, NADH dan FADH berbeza di dalam jumlah ATP yang boleh dihasilkan dihasilkan dari setiap setiap molekul. molekul. Setiap Setiap NADH terhasil di dalam mitokondria mitokondria mender mendermak makan an dua elektr elektron on ke siste sistem m pengangk pengangkuta utan n elektr elektron on pada pada pengepa pengepam m proton proton  pertama. Proton ini kemudian dihantar ke pengepam proton kedua dan ketiga sehingga   proton-proton ini akhirnya melalui sepanjang oksigen. Pengepam proton pertama dan kedua menghantar empat proton setiap, manakala pengepam elektron ketiga menghantar  dua prot proton, on, meng mengha hasi silk lkan an juml jumlah ah seba sebany nyak ak sepu sepulu luh. h. Dise Disebab babka kan n empa empatt prot proton on dipe diperl rluka ukan n untu untuk k mengh menghas asil ilkan kan dan dan meng mengha hant ntar ar satu satu ATP ATP dari dari mito mitokon kondr dria ia ke sitoplasma, jumlah penghasilan ATP dari satu molekul NADH ialah 2.5 ATP (10 proton/ 4 proton setiap ATP = 2.5 ATP). ATP tidak wujud dalam bentuk separuh dan pecahan  perpuluhan pada ATP hanya sekadar menerangkan nombor purata molekul ATP yang dihasilkan oleh setiap NADH. Berband Berbanding ing dengan dengan NADH, NADH, setiap setiap moleku molekull FADH FADH menghas menghasilk ilkan an ATP yang yang kura kurang ng kera kerana na elek elektr tron on dari dari FADH FADH dide diderm rmak akan an kemu kemudi dian an ke dala dalam m rant rantai aian an   peng pengang angku kuta tan n elek elektr tron on berb berban andi ding ng NADH NADH.. Oleh Oleh itu, itu, elek elektr tron on dari dari FADH FADH hanya hanya

mengakt mengaktifk ifkan an pengepa pengepam m proton proton pertam pertamaa dan ketika ketika.. Kerana Kerana pengepa pengepam m proton proton yang yang   pertama pertama telah dilalui, dilalui, elektron elektron dari FADH menghasilkan menghasilkan pengepaman enam elektron elektron (empat (empat dari dari pengepa pengepam m kedua kedua dan dua dari dari pengepa pengepam m ketiga ketiga). ). Kerana Kerana empat empat proton proton diperlukan untuk menghasilkan dan membawa satu ATP dari mitokondria ke sitoplasma,  jumlah penghasilan ATP dari satu molekul FAD ialah 1.5 ATP.