Optimasi Sistem Energi pada Manusia

Masukan Opini Anda Mengenai Optimasi Sistem Energi pada Manusia

Energi Dan Pengukurannya

Energi dibutuhkan oleh semua makhluk hidup untuk menjalan fungsi kehidupannya. Variasi bentuk energi sangat banyak mulai dari energi cahaya, energi kimia dan energi listrik serta bentuk energi lainnya. Energi dalam makanan disimpan dalam bentuk ikatan kimia dengan berbagai senyawa. Pemecahan rantai kimia pada makanan melepaskan energi dan tersedia untuk dirubah ke dalam bentuk energi lain. Sebagai contoh adalah bila glukosa dalam bahan makanan dicerna selama proses glikolisis, energi yang dihasilkan akan dibentuk menjadi energi kimia lain yang dikenal dengan ATP dan selanjutnya dapat dirubah ke dalam energi mekanik yaitu berupa kontraksi otot.

Pengukuran Kandungan Energi Dalam Makanan

Energi dalam makanan dapat diukur dengan menggunakan kalorimetri langsung. Adapun alat yang digunakan adalah bomb calorimeter. Dalam alat kalorimeter bom ini makanan dibakar dan menghasilkan panas yang digunakan untuk mengukur kandungan energi dalam makanan tersebut. Sejumlah makanan ditempatkan pada wadah kecil dalam ruangan yang dikelilingi oleh air dan tekanan oksigen yang tinggi, Makanan dibakar dalam wadah dan menghasilkan panas, yang dipindahkan melalui dinding logam wadah dan akan menyebabkan suhu air meningkat. Peningkatan suhu air secara langsung menggambarkan energi yang dikandung oleh makanan. Jika volume air dalam ruangan sebelum dipanaskan adalah 2 liter dan temperatur meningkat 4oC maka energi yang dikandung dalam makanan itu adalah sebesar 8 kilokalori. Energi yang ditentukan melalui calorimeter bom ini adalah energi kasar makanan dan mewakili energi kimia total dari makanan tersebut. Angka energi kasar untuk karbohidrat adalah 4.1 kkal/g, untuk lemak 8.87 kkal/g sedangkan untuk protein 5.56 kkal/g. pengukuran energi dengan menggunakan bom kalorimeter merupakan metode yang paling akurat namun memerlukan biaya yang relatif tinggi. Selain itu pengukuran energi dengan bom kalorimeter menyebabkan hasil yang melebihi perkiraan sebenarnya (overestimate) karena tidak semua energi yang terdapat dalam makanan yang dimakan dapt dicerna atau diserap .

Gambar 1. Bagian-bagian Bomb Calorimetri

Kandungan energi pada karbohidrat bervariasi tergantung tipe dan struktur atom penyusunnya. Glukosa bila dibakar akan menghasilkan 3.7 kkal per gram , sebaliknya pembakaran pati dan glikogen kira-kira 4.2 kkal per gram. Demikian pula kandungan energi pada lemak juga tergantung struktur triasilgliserol atau asam lemak penyusunnya. Asam lemak rantai sedang seperti octanoate (asam lemak dengan 8 karbon) mengandung 8.6 kkal per gram, sedangkan asam lemak rantai panjang mengandung 9.4 kkal per gram. Pada protein kandungan energinya tergantung pada tipe protein dan nitrogen yang dikandungnya. Protein yang mengandung nitrogen yang tinggi menghasilkan energi yang lebih rendah. Secara rata-rata protein dalam makanan mengandung 5.65 kkal per gram. Protein bukan merupakan sumber energi yang berarti bagi tubuh. Belum tentu semua makanan dicerna secara sempurna, sehingga menyebabkan penurunan ketersediaan energi. Persentase energi makanan yang diserap digambarkan oleh koefisien daya cerna. Koefisien daya cerna 50 berarti hanya separuh dari energi yang dicerna dapat diserap. Penambahan serat ke dalam makanan menurunkan koefisien daya cerna. Jadi bila makanan tinggi kandungan seratnya, jumlah energi yang tersedia akan lebih kecil daripada makanan yang sama namun kandungan seratnya lebih rendah. Serat yang terdapat dalam makanan menyebabkan makanan tersebut bergerak lebih cepat melewati sistem pencernaan dalam usus, waktu penyerapannya lebeh rendah. Secara rata-rata karbohidrat daya cernanya adalah 97%, protein mempunyai koefisien daya cerna sebesar 92% dan lemak mempunyai koefisien daya cerna sebesar 95%. Gambaran kandungan energi dalam zat gizi dapat dilihat pada Tabel 1 .

Tabel 1. Kandungan Energi Zat Gizi Kelompok Makanan dan Ketersediaan Energi Dalam Tubuh

Pengukuran Pengeluaran Energi dalam Tubuh

Pengukuran aktifitas fisik biasanya digambarkan dengan istilah pengeluaran energi. Pengukuran aktifitas fisik dapat ditunjukkan antara lain oleh jumlah kerja (watt), lamanya waktu melakukan aktifitas fisik (detik, menit), sebagai unit gerakan (jumlah) atau berasal dari skor numeric hasil dari respon kuesioner. Aktiftas dapat pula didefinisikan dengan perilaku yang disengaja. Biasanya aktifitas fisik meliputi tiga dimensi yaitu durasi (detik, menit, jam), frekuensi (seperti : tiga kali seminggu) dan intensitas (seperti laju pengeluaran energi dalam kilokalori per menit atau kilojoule per jam). Lingkungan fisik (temperature dan ketinggian) dan factor psikologi atau emosi dapat mempengaruhi fisiologi aktifitas. Perkembangan teknologi dan mekanisasi diberbagai bidang telah menurunkan kebutuhan energi pada manusia. Sebagai akibatnya aktifitas bekerja banyak dibantu oleh alat yang meminimalkan pengeluaran energi seperti penggunaan mesin pembajak untuk mengolah tanah di sawah dan penggunakan eskalator untuk naik dan turun tangga. Pengeluaran energi menunjukkan jumlah energi yang terpakai karena aktifitas fisik yang dilakukan. Metode pengukuran pengeluaran energi dapat dilakukan secara langsung yang mengukur produksi panas yang dikeluarkan ketika melakukan aktfitas fisik. Metode ini cukup rumit bila dibandingkan dengan metode tidak langsung.