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Performance diagnosis and training monitoring of human athletes in track & field running disciplines

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Applied equine nutrition and training
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Abstract

Physiological running-specific performance ability is to a great extent determined by metabolic performance. During a running race of 1000 m (top time about 2:15 min) the average speed of male top elite athletes can be expected to be at about 7.58 m/s (27.27 km/h), during a 1500 m race (top time about 3:26 min) about 7.28 m/s (26.21 km/h), a heart rate (HR) of about 190–200 beats/min, a maximal relative oxygen uptake (VO2max) around 76–78 ml/min/kg body weight (BW), a maximal post exercise blood lactate (LA) of about 16–12 mmol/l in the arterial blood after longer distances (1000 m, 1,500 m, 5,000 m) and of about 16–25 mmol/l after short and high intensive distances (100 m, 200 m, 400 m, 800 m) and a blood pH value between 7.0 and 6.85, representing the limit value of physiologically tolerable acidosis.

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References

  • Abel H-H, Koralewski HE, Krause R, Klussendorf D, Droh R (1993) Ruhe-Monitoring der parasymphatischen Herzkontrolle: Vegetativer Status. In: Tittel K, Arndt KH, Hollmann W (eds). Sportmedizin: Gestern - heute - morgen. Bericht vom Jubilaumssymposium. Pp 133–137.

    Google Scholar 

  • Aubert AE, Seps B, Beckers F (2003) Heart rate variability in athletes. Sports Med 33:889–919.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  • Badtke G, Giebel W, Israel S (1989) Sportmedizinische Grundlagen der Korpererziehung und des sportlichen Trainings. 2. Ed. Deutsch Harri. Leipzig, Germany.

    Google Scholar 

  • Bale P, Rowell S, Colley E (1985) Anthropometric and training characteristics of female marathon runners as determinants of distance running performance. J Sports Sci 3:115–126.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Bale P, Bradbury D, Colley E (1986) Anthropometric and training variables related to 10 km running performance. Br J Sports Med 20:170–173.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Berbalk A, Bauer S (2001) Diagnostische Aussage der Herzfrequenzvariabilitat in Sportmedizin und Trainingswissenschaft. In: Institut für Angewandte Trainingswissenschaft Leipzig (ed) 8.2. Aachen: Meyer & Meyer. Germany; Pp 156–176.

    Google Scholar 

  • Bigger JT Jr, Fleiss JL, Steinman RC, Rolnitzky LM, Kleiger RE, Rottman JN (1992) Correlations among time and frequency domain measures of heart period variability two weeks after acute myocardial infarction. Am J Cardiol 69:891–898.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  • Bodary PF, Pate RR, Wu QF, McMillan GS (1999) Effects of acute exercise on plasma erythropoietin levels in trained runners. Med Sci Sports Exerc 31:543–546.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Bompa TO, Jones D (1990) Theory and methodology of training: the key to athletic performance. Dubuque, IO: Kendall & Hunt Pub. Co.

    Google Scholar 

  • Brandon LJ, Boileau RA (1987) The contribution of selected variables to middle and long distance run performance. J Sports Med Phys Fitness 27:157–164.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Bruin G, Kuipers H, Keizer HA, Vander Vusse GJ (1994) Adaptation and overtraining in horses subjected to increasing training loads. J Appl Physiol 76:1908–1913.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Casoni I, Borsetto C, Cavicchi A, Martinelli S, Conconi F (1993) Reduced hemoglobin concentration and red cell hemoglobinization in Italian marathon and ultramarathon runners. Int J Sports Med 6:176–179.

    Article  Google Scholar 

  • Di Prampero PE (1981) Energetics of muscular exercise. Rev Physiol Biochem Pharmacol 89:144–222.

    Google Scholar 

  • Dotan R, Rotstein A, Dlin R, Inbar O, Kofman H, Kaplansky Y (1983) Relationships of marathon running to physiological, anthropometric and training indices. Eur J Appl Physiol 51:281–293.

    Article  Google Scholar 

  • Ekblom B, Berglund B (1991) Effect of erythropoietin administration on maximal aerobic power. Scand J Med Sci Sports:88–93.

    Google Scholar 

  • Ellis KJ (2000) Human body composition: in vivo methods. Physiol Rev 80:649–680.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Esperer HD (1992) Herzfrequenzvariabilitat, ein neuer Parameter für die nichtinvasive Risikostratifizierung nach Myokardinfarkt und arrhytmogener Synkopen. Herzschr Elektrophys 1:1–16.

    Google Scholar 

  • Esperer HD (1994) Physiologische Grundlagen und pathophysiologische Aspekte der Herzfrequenzvariabilitat beim Menschen. Herzschr Elektrophys 2:1–10.

    Google Scholar 

  • Fabian K, Weber J, Schlegel D, Brenke H (1989) Das Isoenzym MB der Kreatinkinase (CK-MB) im Serum sportlicher Betatigung. Med Sport 29:142–145.

    Google Scholar 

  • Fabian K, Schlegel D, Zerbes H (1992) Erfahrungen bei der Trainingssteuerung mit dem Parameter Serum Creatinkinase im Marathonlauf. Dtsch Z Sportmed 43:350–358.

    Google Scholar 

  • Föhrenbach R (1986) Leistungsdiagnostik, Trainingsanalyse und -steuerung bei Läuferinnen und Läufern verschiedener Läufdisziplinen. Konstanz: Hartung- Gorre.

    Google Scholar 

  • Foster C (1983) VO2max and training indices as determinants of competitive running performance. J Sports Sci 1:13–22.

    Article  Google Scholar 

  • Foster C, Green MA, Snyder AC, Thompson NN (1993) Physiological responses during simulated competition. Med Sci Sports Exerc 25:877–882.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Goldsmith RL, Bigger JT, Bloomfield DM, Steinman RC (1997) Physical fitness as a determinant of vagal moderation. Med Sci Sports Exerc 29:812–817.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Hagan RD, Smith MG, Gettman LR (1981) Marathon performance in relation to maximal aerobic power and training indices. Med Sci Sports Exerc 13:185–189.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Hartmann U (1987) Querschnittsuntersuchungen an Leistungsruderern im Flachland und Langsschnittuntersuchungen an Eliteruderern in der Hohe mittels eines zweistufigen Tests auf einem GJESSING-Ruderergometer. Konstanz; Hartung-Gorre.

    Google Scholar 

  • Hartmann U, Mader A1993) (Modelling of metabolic conditions in rowing through post-exercise simulation. Coach 4:1–15.

    Google Scholar 

  • Hartmann U, Mader A, Glaser D, Burrichter H (1994) Veranderung von Parametern des roten Blutbildes bei Hochleistungsruderern im Rahmen eines Hohentrainings im Vergleich zum Flachland. In: Liesen H, Weifi M, Baum M (eds.). Regulations- und Repairmechanismen. 33. Deutscher Sportarztekongress Paderborn 1993. Köln: Deutscher Sportarzte-Verlag.

    Google Scholar 

  • Hartmann U, Mester J (2000) Training and overtraining markers in selected sport events. Med Sci Sports Exerc 32:209–215.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Heath D, Williams DR (1981) Man at high altitude. London, Melbourne, New York: Churchill Livingstone.

    Google Scholar 

  • Hedelin R, Wiklund U, Bjerle P, Henriksson-Larsen K (2000) Cardiac autonomic imbalance in an overtrained athlete. Med Sci Sports Exerc 32:1531–1533.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Heine O, Dufeaux B, Kothe A, Prinz U, Rost R (1995) Bildung reaktiver Sauerstoffderivate und antioxidativer Schutz unter korperlicher Belastung: Ubersicht Dt Z Sportmed 46:482–493.

    CAS  Google Scholar 

  • Hewson DJ, Hopkins WG (1996) Specificity of training and its relation to the performance of distance runners. Int J Sports Med 17:199–204.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Hollmann W, Hettinger T (2000) Sportmedizin: Grundlagen für Arbeit, Training und Praventivmedizin. 4 Ed. Stuttgart, New York: Schatthauer Verlag.

    Google Scholar 

  • Hoppeler H, Mathien-Costello O, Kayat SR (1991) Mitochondria and microvascular design. In: Crystal RG, West JB, Barnes PJ, Cherniak NS, Weibel ER (eds). The Lung; Raven Press; New York; Pp 1467–1477.

    Google Scholar 

  • Hortobagyi T, Denahan T (1989) Variability in creatine kinase: Methodological, exercise, and clinically related factors. Int J Sports Med 10:69–80.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Hurtado A, Merino C, Delgado E (1945) Influence on the hemopaetic activity. Arch Intern Med 75:284.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Israel S, Kuppardt H, Gottschalk K, Neumann G, Bohme P (1974) Die submaximale Herzfrequenz als leistungsdiagnostische Kenngrofie. Med Sport 14:297–304.

    Google Scholar 

  • Israel S (1976) Zur Problematik des Ubertrainings aus internistischer und leistungsphysiologischer Sicht. Med Sport 16:1–12.

    Google Scholar 

  • Jakovlev NN (1977) Sportbiochemie. Leipzig: Barth.

    Google Scholar 

  • Keizer H, Platen P, Menheere PPCA, Peters C, Wuest H (1989) The hypothalamic/ pituitary axis under exercise stress: the effects of aerobic and anaerobic training. In: Laron Z, Rogol AD. Hormones and Sport; Pp 101–115.

    Google Scholar 

  • Kirwan JP, Costill DL, Mitchell JB, Houmard JA, Flynn MG, Fink WJ, et al. (1988) Carbohydrate balance in competitive runners during successive days of intense training. J Appl Physiol 65:2601–2606.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Kuipers H, Keizer HA (1988) Overtraining in elite athletes. Review and directions for the future. Sports Med 6:79–92.

    Article  CAS  Google Scholar 

  • Lehmann M, Foster C, Keul J (1993) Overtraining in endurance athletes: a brief review. Med Sci Sports Exerc 25:854–862.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Lemon PWR, Nagle FJ (1981) Effects of exercise on protein and amino acid metabolism. Med Sci Sports Exerc 13:141–149.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Liesen H, Ludemann E, Schmengler D, Föhrenbach R, Mader A (1985) Trainingssteuerung im Hochleistungssport. Dtsch Z Sportmed 36:8–18.

    Google Scholar 

  • Lollgen H (1999) Herzfrequenzvariabilitat. Dtsch Arztebl 96:A 2029–2032.

    Google Scholar 

  • Mader A (1984) Eine Theorie zur Berechnung der Dynamik und des steady state von Phosphorylierungszustand und Stoffwechselaktivitat der Muskelzelle als Folge des Energiebedarfs. Köln: Deutsche Sporthochschule Köln.

    Google Scholar 

  • Mader A (1994a) Aussagekraft der Laktatleistungskurve in Kombination mit anaeroben Tests zur Bestimmung der Stoffwechselkapazitat. In: Clasing D, Weicker H, Böning D (Eds). Stellenwert der Laktatbestimmung in der Leistungsdiagnostik. Stuttgart, Jena, New York: Fischer; Pp 133–152.

    Google Scholar 

  • Mader A (1994b) Die Komponenten der Stoffwechselleistung in den leichtathletischen Ausdauerdisziplinen - Bedeutung für die Wettkampfleistung und Möglichkeiten zu ihrer Bestimmung. In: Tschiene P (Hrsg.). Neue Tendenzen im Ausdauertraining. Informationen zum Leistungssport, Band 12 (Bundesausschuss Leistungssport). Frankfurt a. M.: Eigenverlag. PP 127–216.

    Google Scholar 

  • Mader A, Hartmann U, Hollmann W (1988) Der Einfluss der Ausdauer auf die 6 minutige maximale anaerobe und aerobe Arbeitskapazität eines Eliteruderers. In: Steinacker JM (Ed.). Rudern: Sportmedizinische und sportwissenschaftliche Aspekte. Berlin, Heidelberg, London, Paris, New York, Tokyo: Springer; Pp 62–78.

    Chapter  Google Scholar 

  • Mader A, Heck H, Föhrenbach R, Hollmann W (1979) Das statische und dynamische Verhalten des Laktats und des Saure-BasenStatus im Bereich niedriger bis max. Azidosen bei 400-m und 800-m Läufern bei beiden Geschlechtern nach Belastungsabbruch. Dtsch Z Sportmed 30:203–249.

    CAS  Google Scholar 

  • Mader A, Heck H (1991) Möglichkeiten und Aufgaben in der Forschung und Praxis der Humanleistungsphysiologie. Spectrum der Sportwissenschaft 3:5–54.

    Google Scholar 

  • Marti B, Abelin T, Minder CE (1988) Relationship of training and life-style to 16-km running time of 4000 joggers. The ‘84 Berne ‘Grand-Prix’ Study. Int J Sports Med 9:85–91.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Martin D, Carl K, Lehnertz K (2001) Handbuch Trainingslehre. 3. Ed. Schorndorf: Hofmann.

    Google Scholar 

  • Martin DE, Coe PN (2001) Mittel- und Langstreckentraining. 3. Ed. Aachen: Meyer & Meyer.

    Google Scholar 

  • Maughan RJ, Fenn CE, Leiper JB (1989) Effects of fluid, electrolyte and substrate ingestion on endurance capacity. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 58:481–486.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Melanson EL, Freedson PS (2001) The effect of endurance training on resting heart rate variability in sedentary adult males. Eur J Appl Physiol 85:442–449.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Morgan DW, Baldini FD, Martin PE, Kohrt WM (1989)Tsn kilometer performance and predicted velocity at VO2max among well- trained male runners. Med Sci Sports Exerc 21:78–83.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Mourot L, Bouhaddi M, Perrey S, Cappelle S, Henriet MT, Wolf JP, et al. (2004a) Decrease in heart rate variability with overtraining: assessment by the Poincare plot analysis. Clin Physiol Funct Imaging 24:10–18.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  • Mourot L, Bouhaddi M, Perrey S, Rouillon JD, Regnard J (2004b) Quantitative Poincare plot analysis of heart rate variability: effect of endurance training. Eur J Appl Physiol 91:79–87.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  • Nieman DC (2000) Special feature for the Olympics: effects of exercise on the immune system: exercise effects on systemic immunity. Immunol Cell Biol 78:496–501.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Niessen M (1995) Verhalten von kardio-pulmonalen, metabolischen und spiroergometrischen Parametern wahrend stufenformig ansteigenden Belastungen auf dem Läufband bei Mittel- und Langstreckenlaufern. Köln: Deutsche Sporthochschule Köln.

    Google Scholar 

  • Niessen M, Hartmann H, Kinnunen H, Laukkanen R (2006) Accelerometer based sensor technology in running training. Med Sci Sports Exerc 38: S501.

    Google Scholar 

  • Niessen M (2007). Determinanten von Belastung und Regeneration in Training und Wettkampf leichtathletischer Läufdisziplinen. Eine longitudinale, multifaktorielle Analyse anhand des Mittel- und Langstreckenlaufes. Tsch. Univ. München. http://d-nb.info/988150883/34

  • O’Toole ML, Douglas PS (1989) The ultraendurance triathlete: physiologic and medical considerations. Med Sci Sports Exerc 21 (5 Suppl):S198-199.

    Google Scholar 

  • Plath E, Richter P (1978) Der BMS(I)-Erfassungsbogen - Ein Verfahren zur skalierten Erfassung erlebter Beanspruchungsfolgen. Probleme und Ergebnisse der Psychologie 65:45–85.

    Google Scholar 

  • Reiss M, Meinelt K (1985) Erfahrungen, Probleme und Konsequenzen bei der Erhöohung der Wirksamkeit der Steuerung und Regelung des Hochleistungstrainings. Theorie und Praxis Leistungssport 23:120–135.

    Google Scholar 

  • Rocker K, Rieger J, Baumann I, Horstmann T, Dickhuth HH (1995) EDV-gestutzte Trainingsanalyse in Synopsis zu leistungsdiagnostischen Daten am Beispiel Langstreckenlauf. In: Perl J, (ed.). Sport und Informatik IV. Berichte und Materialien des Bundesinstituts für Sportwissenschaft; Köln. Köln: Sport und Buch Straufi; Pp 53.

    Google Scholar 

  • Schmidt W, Biermann B, Winchenbach P, Lison S, Böning D (2000) How valid is the determination of hematocrit values to detect blood manipulations? Int J Sports Med 21:133–138.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Smith LL (2000) Cytokine hypothesis of overtraining: a physiological adaptation to excessive stress? Med Sci Sports Exerc 32:317–331.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Sparling PB, Wilson GE, Pate RR (1987) Project overview and description of performance, training, and physical characteristics in elite women distance runners. Int J Sports Med 8 Suppl 2:73–76.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  • Starischka S (1988) Trainingsplanung. Schorndorf: Hofmann-Verlag.

    Google Scholar 

  • Stegemann J. (1991) Leistungsphysiologie: physiologische Grundlagen der Arbeit und des Sports. 4th Ed. Stuttgart: Thieme.

    Google Scholar 

  • Sutton JR, Jones NL, Houston CS (1982) Hypoxia: Man at altitude. New York: Thieme-Stratton.

    Google Scholar 

  • Svedenhag J, Sjodin B (1985) Physiological characteristics of elite male runners in and off-season. Can J Appl Sports Sci 10:127–133.

    CAS  Google Scholar 

  • Vassiliadis A, Latour M, Mader A (1993) Entwicklung der Leistungsfähigkeit im Mittel- und Langstreckenlauf uber ein Trainingsjahr. In: Martin D, Weigelt S (eds.). Trainingswissenschaft. Selbstverstandnis und Forschungsansätze. Sankt Augustin: Academia; Pp 217–225.

    Google Scholar 

  • Vergouwen PC, Collee T, Marx JJ (1999) Haematocrit in elite athletes. Int J Sports Med 20:538–541.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Verma SK, Mahindroo SR, Kansal DK (1978) Effect of four weeks of hard physical training on certain physiological and morphological parameters of basket-ball players. J Sports Med Phys Fitness 18:379–384.

    PubMed  CAS  Google Scholar 

  • Viru A (1985a) Hormones in muscular activity, Vol. I: Hormonal ensemble in exercise. CRC Press Inc., Boca Raton.

    Google Scholar 

  • Viru A (1985b) Hormones in muscular activity, Vol. II: Adaptive effect of hormones in exercise. CRC Press Inc., Boca Raton.

    Google Scholar 

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Hartmann, U., Niessen, M. (2011). Performance diagnosis and training monitoring of human athletes in track & field running disciplines. In: Applied equine nutrition and training. Wageningen Academic Publishers, Wageningen. https://doi.org/10.3920/978-90-8686-740-0_8

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