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The influence of sex, stroke and distance on the lactate characteristics in high performance swimming
(2013) Holfelder, Benjamin; Brown, Niklas; Bubeck, Dieter
Background: In order to achieve world-class performances, regular performance diagnostics is required as an essential prerequisite for guiding high performance sport. In high performance swimming, the lactate performance diagnostic is an important instrument in testing the sport specific endurance capacity. Although the role of lactate as a signaling molecule, fuel and a gluconeogenic substrate is accepted, lactate parameters are discussed concerning stability, explanatory power and interpretability. Methods: We calculated the individual anaerobic threshold (IAT) of Bunc using the swimming-specific lactate threshold test by Pansold. Results: The cross-sectional analysis (ANOVA) of n = 398 high performance swimmers showed significant effects for sex, stroke and distance on the IAT, the percentage of personal best time on the IAT (% of PB on IAT) and maximal lactate values (max. bLA). For the freestyle events the IAT decreased, % of PB on IAT and max. bLA increased from 100 to 400 m significantly in men and women. Women showed significantly higher % of PB on IAT with descriptive lower IAT in 7 of 8 analyzed events. Men showed significantly higher max. bLA in 5 of 8 events. In the second step, the analysis of 1902 data sets of these 398 athletes with a multi-level analysis (MLA) showed also significant effects for sex, swimming distance and stroke. For initial status and development over time, the effect sizes for the variables distance and sex were medium to large, whereas for stroke there were no or small effect sizes. Discussion: These significant results suggest that lactate tests in swimming specifically have to consider the lactate affecting factors sex and distance under consideration of the time period between measurements. Anthropometrical factors and the physiology of women are possible explanations for the relative better performance for lower lactate concentrations compared to men.
Open Access
Trainingsquantifizierung im Krafttraining : Entwicklung eines automatisierten Systems zur Protokollierung und Steuerung von Krafttrainingsinhalten
(2015) Brown, Niklas; Alt, Wilfried (Prof. Dr.)
Krafttraining, als essentieller Teil des leistungssportlichen Trainings, setzt die Grundlage für vielfältige Hochleistungen im Sport. Anders als in den Ausdauersportarten sind aber im Krafttraining kaum verlässliche Parameter vorhanden, um Training quantifizieren und steuern zu können. Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung und Validierung eines Mess- und Informationssystems zur reliablen und validen Erfassung und Steuerung des Krafttrainings. Die vorliegende Arbeit besteht aus drei Teilbereichen. Zunächst wird ein Signalverarbeitungs-Algorithmus zur Berechnung von relevanten Krafttrainingsparametern entwickelt und validiert. Dieser wird in einer Studie mit 50 Probanden mit einem Referenzsystem verglichen. Aufbauend auf den berechneten Parametern wird in Teilbereich zwei ein multifaktorieller Ermüdungsfaktor entwickelt. Dieser wird aus den Daten von 20 Probanden erarbeitet. Hierzu werden ermüdende und nicht ermüdende Trainingssätze absolviert und anhand einer Hauptkomponentenanalyse Veränderungen in der Kinematik bei auftretender Ermüdung gesucht. Aus den gefundenen Hauptkomponenten kann dann ein Ermüdungsfaktor berechnet und mit anderen bereits vorhandenen Ermüdungsparametern verglichen werden. Im abschließenden dritten Teilbereich wird ein automatisiertes Trainingssteuerungssystem, basierend auf einem Fuzzy-Regler zur individuellen Steigerung des Trainings eingesetzt und in einer Längsschnittstudie auf die Trainingswirksamkeit im Vergleich mit dem Training nach einem klassischen Trainingsplan überprüft. Für den Vergleich des Beschleunigungsalgorithmus mit einem Referenzsystem wurden vor allem für die Wiederholungszahl sowie für zeitliche Faktoren, wie die Dauer der Wiederholungen, eine hohe Übereinstimmung mittels Bland-Altman Plots festgestellt. Die Übereinstimmung der Messsysteme zeigte sich dabei abhängig von der getesteten Trainingsübung sowie der Trainingsmethode, war aber dennoch für alle getesteten Kombinationen gut. Der Bewegungsumfang konnte nicht zufriedenstellend anhand der Beschleunigungsdaten bestimmt werden. Für den zweiten Teilbereich konnten insgesamt sechs Trainingsparameter gefunden werden, die einer Veränderung bei muskulärer Ermüdung unterliegen. Anhand einer Linearkombination dieser Parameter wurde ein skalarer Ermüdungsfaktor bestimmt. Dabei konnte mit einem berechneten Grenzwert zwischen ermüdenden und nicht ermüdenden Trainingssätzen unterschieden werden. Die Untersuchung der Trainingswirkung von sieben Wochen intensivem Krafttraining mit automatisierter oder klassischer Trainingssteuerung ergab bei den acht Probanden der automatisiert trainierenden Gruppe gleiche oder höhere Trainingsanpassungen als bei der Kontrollgruppe. Dabei zeigten vor allem das intramuskuläre Fettvolumen und Muskelvolumen des M. Quadrizeps femoris sowie verschiedene Kraft- und Sprungparameter höhere Effektstärken hinsichtlich der Trainingsanpassungen mit der entwickelten automatisierten Trainingssteuerung. Anhand des entwickelten Verfahrens kann Training zukünftig objektiv protokolliert und gesteuert werden. Die Ergebnisse der Validierungsstudien sind vergleichbar mit bereits veröffentlichten Ansätzen zur automatischen Protokollierung, das hier vorgestellte Verfahren benötigt aber deutlich weniger Nutzereingaben und Rechenleistung. Daher könnte in einem zukünftigen Schritt eine Hard- und Softwareumsetzung der beschriebenen Algorithmen erfolgen, um auch in wissenschaftlichen und trainingspraktischen Settings eingesetzt werden zu können.