Моделирование динамики спортивной формы в видах спорта на

Михаил Виноградов1, Егор Акимов1, Егор Тимме1,2
Моделирование динамики спортивной формы в
видах спорта на выносливость
1 ГКУ «Центр спортивных инновационных технологий и подготовки сборных команд» Москомспорта
2 ГНЦ Институт медико-биологических проблем РАН
Проблемы современного спорта, на решение которых
ориентированы прикладные исследования
• Что лимитирует уровень достижений в избранном виде спорта
(проблема факторной структуры спортивной
работоспособности);
• Какие средства и методы тренировки оказывают наибольшее
воздействие на лимитирующие факторы спортивной
работоспособности (проблема наиболее эффективных средств и
методов тренировки);
• Как лучше всего построить тренировку, чтобы достичь наибольшего
прироста спортивного результата (проблема оптимального
построения тренировочного процесса);
• Как можно корректировать и видоизменить воздействие
традиционных тренировочных средств за счет применения
дополнительных диетарных, фармакологических,
физиотерапевтических и биоклиматических средств (проблема
эргогенических средств в спорте).
Основная концепция
Количественные оценки соответствующих адаптационных реакций дают возможность
разработать тренировочную программу, минимизирующую несовместимость различных
тренировок, а также максимизирующую кумулятивные тренировочные эффекты.
Моделирование позволяет анализировать и
разрабатывать тренировочный план
Главная проблема
Сочетание различных тренировочных нагрузок запускает множество
адаптационных процессов с различными срочными, кумулятивными,
отсроченными и остаточными тренировочными эффектами. Учесть их "на
глазок" практически невозможно. Это является источником тренерских
ошибок, которые обходятся спортсмену ценой перенапряжения,
перетренированности и спортивных травм.
Issurin VB: Block Periodization: Breakthrough in sport training. Michigan USA: Ultimate Athlete Concepts; 2008
От чего зависит результат?
Последствия адаптации в видах спорта на выносливость
1. Изменение центральных компонентов сердечнососудистой системы:
• сердечный выброс (частота сердечных сокращений, ударный объем)
• концентрация гемоглобина
• объем плазмы крови
2. Изменение компонентов, ассоциирующихся с работой нервной системы.
3. Изменение периферических компонентов:
• капилляризация скелетных мышц
• количество и размеры митохондрий
• активность аэробных ферментов
• запасы гликогена
• буферная емкость крови и мышц
• распределение крови
• концентрация миоглобина
• транспорт субстратов
• мышечная масса и тип волокон
3. Изменение работы респираторной системы:
• улучшение вентиляционных показателей
• сродство гемоглобина и кислорода
• соотношение альвеолярной вентиляции и перфузии
• показатели диффузии кислорода
Детерминанты спортивных достижений в видах спорта на
выносливость
• Максимальное потребление
кислорода
• Экономичность спортивного
передвижения
• Мощность передвижения,
ассоциирующаяся с
лактатным порогом
• Анаэробная емкость
Количественное измерение тренировочной нагрузки в
тренировочных импульсах (TRIMPS)
Тренировочная нагрузка – это комбинация следующих элементов: интенсивности,
продолжительности и частоты тренировок. Этот показатель отражает уровень
физиологического стресса от тренировки
Метод измерения TRIMPS заключается в измерении тренировочного занятия в
единицах-дозах физических усилий по формуле:
TRIMPS (тренировочная нагрузка) = t x Резерв ЧСС x e(Резерв ЧССxb)
Резерв ЧСС 
ЧССтрен.  ЧССпокоя
ЧСС макс.  ЧССпокоя
 100%
весовой коэффициент b характеризует усредненный лактатный профиль
b = 1,67 для женщин и = 1,92 для мужчин .
Построение индивидуального лактатного профиля
Аппроксимация лактатного профиля осуществляется экспоненциальной кривой
вида:
где y – расчетная концентрация лактата в крови, x – резерв ЧСС, a и b –
параметры, подбираемые методами наименьших квадратов.
Расчет ТРИМП на основе индивидуального лактатного профиля
осуществляется по традиционной формуле:
TRIMPS = txy,
где t – время тренировочного занятия в минутах, х – резерв ЧСС, у поправочный
коэффициент, рассчитанный по формуле выше
10
9
8
Blood Lactic (mmol/l)
7
6
5
4
3
2
1
0
50
55
60
65
70
75
HRR, %
80
85
90
95
100
Воздействие тренировок различной интенсивности
Laursen, P. B. (2010). "Training for intense exercise performance: high-intensity or high-volume training?
Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports 20 Suppl 2: 1-10.
Математические модели, разработанные научными
коллективами из Франции и Канады, открыли новые
горизонты в спортивной физиологии
Thierry Busso
John R. Fitz-Clarke
Eric Banister
Основная модель влияния тренировочных воздействий на
спортивный результат
Влияние одного тренировочного занятия на результат
Effects of training frequency on the dynamics of performance response to a single training bout
Thierry Busso , Henri Benoit , Régis Bonnefoy , Léonard Feasson , Jean-René Lacour
Journal of Applied PhysiologyPublished 1 February 2002 Vol. 92 no. 2,572-580
Подводка к соревнованиям
«Подводка» - завершающая стадия тренировок перед главными соревнованиями
сезона, прогрессивное снижение тренировочной нагрузки в течение определенного
периода
времени,
предшествующего
соревнованиям,
для
снижения
физиологического и психологического стресса от ежедневных тренировок и
оптимизации спортивных достижений.
Эффект снижения тренировочной нагрузки L – низкое (-15%), O – оптимальное (-31 или -39%),
M – максимальное (100%, т.е. без тренировок); taper duration – продолжительность подводки;
ODT – оптимальная дневная тренировочная нагрузка, Step taper – ступенчатая подводка,
performance – спортивные результаты.
500
КМ
540
580
620
ЧР
1-е м/н
ранговые
старты
660
ЧМ
700
740
780
820
Красные калибровочные
точки – результаты
контрольных прикидок
Синие точки – расчетная
форма
04.12.2014
05.09.2014
07.06.2014
09.03.2014
08.12.2013
09.09.2013
11.06.2013
13.03.2013
13.12.2012
14.09.2012
16.06.2012
Динамика спортивных результатов члена сборной России, МСМК
Галины В. (спорт. ориентирование)
Недостатки модели
- Функции усталости и тренированности слабо соотносятся с маркерами
усталости или же физиологическими наблюдаемыми переменными.
- Модель нуждается в большом количестве точек для калибровки
адаптационного профиля.
- Модель не объясняет экспериментальный факт зависимости результата от
вариативности физической нагрузки в течение периода
подготовки(«парадокс монотонности»)
- Модель не различает эффектов, набранных разными типами ТРИМПС.
Фактически все разнообразие тренировочных нагрузок сведено к одной
скалярной величине ТРИМП.
Недостатки модели
-
-
-
-
В модели слабо учитывается воздействие эффектов среднегорья (лишь через
увеличение величины ТРИМП). В случае использования среднегорья
удовлетворительно должны работать нелинейные модели с меняющимся во
времени адаптационным профилем.
Невозможно
учесть
воздействие
мощных
средств
восстановления
(фармакологических, физиотерапевтических).
Серьезная инфекционная болезнь спортсмена делает практически невозможным
использование модели в прогнозе спортивных результатов (адаптационный
профиль меняется непредсказуемым способом).
Силовая подготовка, важная для многих видов спорта на выносливость (плавание,
лыжные гонки, гребля и т.д.), адаптирована лишь в некоторых модификациях
моделей доза-ответ как составляющая тренировочного импульса (скалярная
величина), а не как самостоятельная компонента многомерного вектора входных
тренировочных данных.
не учитываются колебания работоспособности в рамках женского месячного цикла.
Модификации модели
Учитывающие нелинейность адаптационного ответа
Для изменяющегося во времени адаптационного профиля
Модели в непрерывном времени
Moxnes JF, Hausken K: A Mathematical Model for Training Impulse and Lactate Influx and Outflux
During Exercise. International Journal of Modern Physics C 2009, 20(01):147-177.
Систематическое использование математических моделей
адаптационных процессов позволяет получить разработать
высокоэффективную тренировочную программу, направленную
на развитие целевых физических качеств, необходимых для
роста спортивного результата, а также повысить уровень знаний
тренера благодаря лучшему пониманию закономерностей
адаптации к физическим нагрузкам
Михаил Виноградов
Егор Акимов
Спасибо за внимание!