- •Глава 1
- •Глава 2
- •Глава 1
- •Глава 2
- •Глава 3
- •Глава 1
- •1.1. Теория познания - методологическая основа для разработки теории профессионального теоретического мышления
- •1.2. Нейро-физиологические и психологические основы теоретического мышления
- •1.4. Критика традиционной педагогики
- •1.3. Практика - путь корректировки субъективного мировоззрения
- •1.5. Технология развивающего обучения
- •1.6. Применение компьютерной техники в технологии развивающего обучения
- •1.7. Дидактические основы построения учебника
- •Глава 2
- •2.1. Состояние теории физической подготовки
- •2.2. Моделирование в научном исследовании
- •2.3. Основы теории управления и применения тренажеров
- •2.4. Теоретическое направление развития теории физической подготовки спортсменов
- •2.5. Состояние спортивной биохимии
- •2.6. Состояние спортивной физиологии
- •2.7. Уровень теоретического мышления специалистов физического воспитания высшей квалификации
- •2.8. Экспериментальное обоснование эффективности теоретической подготовки специалистов по физическому воспитанию
- •Глава 1
- •1.1. Описание модели организма человека
- •1.2. Модель для имитации процессов срочной адаптации
- •1.2.1. Модель центральной нервной системы
- •1.2.2. Модель мышцы
- •1.2.3. Модель сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
- •1.3. Моделирование процессов долговременной адаптации
- •1.3.1. Модель эндокринной системы
- •1.3.2. Модель иммунной системы
- •1.3.3. Модель мышечной системы
- •1.3.4. Модель пищеварительной системы
- •1.3.5. Модель организма человека для имитации долгосрочных адаптационных процессов
- •Глава 2
- •2.1. Методы гиперплазии миофибрилл в мышечных волокнах
- •2.1.1. Гиперплазия миофибрилл в быстрых мышечных волокнах
- •2.1.2. Гиперплазия миофибрилл в медленных мышечных волокнах
- •2.2. Методы гиперплазии миофибриллярных митохондрий
- •2.2.1. Имитационное моделирование реакции митохондриальной системы скелетных мышц на физические упражнения
- •2.3. Методы гиперплазии саркоплазматического ретикулума и митохондрий на его мембранах
- •2.4. Метод углеводного насыщения мышц (мун)
- •2.5. Методы тренировки сердечной мышцы
- •Глава 3
- •3.1. Закономерности построения тренировочного занятия
- •3.2. Планирование физической подготовки спринтера
- •3.3. Планирование физической подготовки средневика
- •3.4. Планирование физической подготовки стайера и марафонца
1.3.4. Модель пищеварительной системы
Задача разработки модели процессов долгосрочной адаптации заключается в изучении влияния физических упражнений на эндокринную и мышечную системы, а затем в применении имитационного моделирования для обучения тренеров, приобретения ими навыков планирования нагрузок. Очевидно, что тренер должен уметь учитывать энергозатраты на тренировочный процесс, поэтому в сводную модель введена как элемент модель пищеварительной системы в предельно простом варианте, в виде баланса прихода энергии с пищей и затратами энергии в ходе тренировки и отдыха.
Уравнение баланса энергии имеет следующий вид:
dMB / dt = E - Ez.
Первое слагаемое правой части уравнения представляет среднюю скорость прихода энергии с пищей. Вводится приход энергии в Ккал. Второе слагаемое - затраты энергии в ходе тренировки и на основной обмен:
Ez = OO x MB / 70 + p1 x In,
где ОО - скорость расхода энергии в основном обмене, МВ - масса тела;
р1 x In - скорость расхода энергии при выполнении физического упражнения с интенсивностью I. "В беге в первом грубом приближении можно считать, что кислородный запрос растет примерно пропорционально кубу скорости (Сарджент, 1926; Хилл, 1927)" (цитируется по В.Зациорскому, 1970).
Результаты моделирования. 1) Коэффициенты в уравнении подобраны таким образом, что в покое баланс наблюдается при 2000 Ккал поступления энергии в сутки. 2) Прием 3000 Ккал в сутки приводит к увеличению массы тела за 100 дней на 10 кг, т.е. по 100 г ежесуточно, что соответствует возможному приросту массы тела при избытке питания в 1000 Ккал и с учетом коэффициента полезного действия. 3) Зависимость "интенсивность - затраты энергии" согласуется с экспериментальными данными.
1.3.5. Модель организма человека для имитации долгосрочных адаптационных процессов
Дифференциальные уравнения отдельных систем: эндокринной, иммунной, мышечной, пищеварительной систем сведены в один алгоритм. Роль центральной нервной системы выполняет экспериментатор с помощью определения интенсивности физического упражнения и его продолжительности.
Взаимодействие между эндокринной, иммунной и мышечной системами обеспечивается благодаря влиянию гормонов на состояние массы железы (подразумевается как эндокринная железа, так и лимфоидные органы и костный мозг), количество миофибрилл и массы митохондрий. Взаимодействие также обеспечивается тем, что антигены, поступающие в организм, влияют на процессы деградации в железе.
Входными характеристиками являются интенсивность физического упражнения, его продолжительность, интервал отдыха, приход энергии с питанием.
На выходе представляются на экране дисплея результаты решения системы дифференциальных уравнений в виде зависимости от времени следующих переменных - концентрация гормонов в железе и в крови, масса миофибрилл и митохондрий в мышце, масса железы, концентрация антигенов в крови, масса тела, а также производные величины - возможные результаты в беге на 100, 800 и 10000 м.
Исследование модели, т.е. многочисленные решения системы дифференциальных уравнений, проводилось численно по методу Эйлера на ЭВМ.
Результаты имитационного моделирования показали, что система дифференциальных уравнений решается и при любых физиологически значимых изменениях входных характеристик, после прекращения действия возмущения, характеристики модели возвращаются к начальным условиям, т.е. модель является устойчивой. Данные, подтверждающие адекватность модели, представлены в следующих разделах.