马拉松是一项超长时间的极限耐力运动，对于人体的心肺系统、肌肉骨骼系统、神经系统等都提出了极为严苛的要求。相当比例的大众跑者在比赛后半程出现明显体力透支、筋疲力尽、运动能力急剧下降的情况，这种情况俗称撞墙，那种有心杀敌无力回天的无助感，甚至让跑者怀疑人生。为什么会发生撞墙，撞墙可以有效避免吗？今天我们就从运动科学角度深入分析一下撞墙。
一、撞墙是因为体内糖原耗竭导致的吗？
对于撞墙，最常见的解释由于马拉松比赛时间超长，在长时间剧烈运动中，消耗了体内大量糖储备——糖原，当糖原耗尽后，身体只能利用脂肪，由于脂肪输出功率低，就会发生撞墙，事实上真的是如此吗？其实只要做一下计算，你就能理解这种说法是否是正确的。
糖和脂肪是两类最重要的供能物质，如果糖供能，输出功率大，也即可以跑得更快，而如果是脂肪供能，输出功率小，只能满足慢跑需求，所以要减肥你得采用慢跑。体内的糖主要有三个来源，分别是血糖、存储在肌肉中的肌糖原和储存在肝脏中的肝糖原。
一般来说，普通人血液内大约有5克左右的血糖，肝脏中含有100克肝糖原，肌肉中含有400克肌糖原，这三部分都可以为跑步提供能量。
人体内糖含量＝5＋100＋400＝505克
1克糖含有4大卡热量
体内糖含有的热量＝505×4＝2020大卡
如果撞墙是由于糖原耗竭引起的，那么就意味着比赛还没有结束，这2020大卡热量就已经被消耗光了，那么一场马拉松比赛究竟能消耗多少热量呢？
一个体重60公斤的人，以6:00配速跑步，每公斤体重每小时可以消耗10大卡热量，那么他跑步1小时所能消耗的热量为
跑步1小时消耗的热量＝60×10×1＝600大卡
以6:00配速跑马，跑完全程耗时大约为4小时15分钟以内。
一场马拉松消耗的热量＝60×10×4.25＝2550大卡
看起来，的确体内糖原储备是不足以应付一场马拉松比赛，撞墙是由于糖原耗尽引起的似乎很有道理。但这样的计算忽略了一个重要科学原理，跑马时，不可能只由糖提供热量，而是糖和脂肪混合供能。那么糖和脂肪的供能比例大约是多少呢？下图给我们清晰的答案，跑得越快，糖供能比例越高，跑得越慢脂肪供能比例越高，大多数跑者跑马时心率介于140-160次/分之间，此时糖供能比例大约为40%，脂肪供能比例为60%。
不同强度运动时糖和脂肪供能比例
一场马拉松由脂肪提供的热量＝2550×60%＝1530大卡
一场马拉松由糖提供的热量＝2550×40%＝1020大卡
从以上计算可以看到，一场马拉松基本不会消耗掉体内储备的糖，大约消耗掉体内差不多一半的糖，最多也就消耗体内2/3的糖。如果要完全耗尽体内的糖，大约需要8-10小时，这种情况只有可能在100公里以上的超级马拉松比赛中有可能发生。这还是在不考虑补给的情况做的理论计算，如果沿途不断补给，那么体内的糖就更不会耗竭了。
二、如果撞墙真的是糖原耗尽引起的，那么发生的就不是撞墙而是低血糖症
正常人在空腹血糖浓度为3.61~6.11mmol/L。空腹血糖浓度超过7.0mmol/L称为高血糖，血糖浓度低于2.8mmol/L称为低血糖。血糖保持相对稳定对于生命活动特别重要，血糖为脑细胞唯一的能量来源，因此血糖过低对机体的影响以神经系统为主，低血糖的症状通常表现为出冷汗、心慌、颤抖、面色苍白等，严重者还可出现精神不集中、躁动、易怒甚至昏迷等。
为什么会发生低血糖呢？其实导致低血糖的原因很多，大体可以分为空腹低血糖症和餐后（反应性）低血糖症。正常人即使空腹较长时间，一般也不会发生空腹低血糖症，空腹低血糖症多数是由疾病引起，病因包括胰岛素瘤、注射某些药物、肝衰竭、心力衰竭、肾衰竭、当然长期饥饿也有可能引发低血糖症。
而对于大多数发生撞墙的跑者而言，除了跑不动，心有余而力不足以外，一般没有面色苍白、出冷汗、颤抖这类表现，这也更加说明糖原耗尽不是导致马拉松后程撞墙的主要原因。
三、既然撞墙不是糖耗竭引起的，那么会是什么原因导致撞墙呢？
通过以上客观计算和分析，我们可以纠正长久以来的错误观点——撞墙是由于体内糖原耗竭导致的，那么会是其他什么原因导致撞墙的发生呢？其实，以下因素均与撞墙有关。
1、大脑疲劳引发自我保护
大脑作为人体最为重要的器官之一，是最需要得到保护和休息的。当你肌肉一直工作，如跑马，就意味着大脑需要持续不断地向肌肉发出指令，让肌肉持续工作。但大脑如果持续工作，导致大脑过度消耗，那么大脑就会进行自我保护，出现断崖式或者瀑布式的工作能力下降，这时，你不仅仅是跑得慢了，而是跑不动了。这也解释了跑者在马拉松比赛中撞墙不是逐渐跑不动，而是在某个时间点就突然跑不动了。
另一方面，大脑与肌肉不同，肌肉除了能够分解糖提供热量，也能分解脂肪提供热量，而大脑只能利用糖，当糖被大量消耗，比如消耗过半时，大脑可能会认为这是一个危险的信号，它会立即向身体发出重要指令，停止向肌肉继续供应糖，因为糖是大脑唯一的供能物质，为了自保，大脑就只好自私一把，保持血糖稳定并把剩余的糖据为己有。
发表在运动科学领域顶级期刊Medicine & Science in Sports & Exercise（竞技与运动中的科学与医学）杂志上，由英国诺森比亚大学Kevin Thomas教授完成的一项研究，试图分析究竟是肌肉疲劳还是大脑疲劳，引发了长时间运动后的“撞墙”。这项研究主要探讨了以不同强度进行力竭性自行车运动过程中，大脑和肌肉在疲劳发生时所扮演的角色。
结果表明，当你进行大强度运动时，对你的肌肉影响更大，肌肉疲劳是导致你无力坚持大强度负荷的主要原因。而长时间持续性运动，对你的大脑影响更大，不是你的肌肉无法持续工作，而是你的大脑疲劳，大脑带头罢工，自然肌肉小弟们就跟着起哄。这就可以形象地比喻为：工会（大脑）挑头，带领工人（肌肉）罢工。
2、肌肉超负荷工作导致过度疲劳
大多数跑者比较重视心肺训练，而忽视肌肉训练，这使得在超长时间跑步中，往往心肺还可以承受，但肌肉耐力跟不上，肌肉表现为明显疲劳，跑马中抽筋就是肌肉能力不够的典型体现。
3、心率过高，心肺负担过重
心率是衡量运动强度的一个重要个体化指标，在同等配速下，比如6:00配速下，心率低则说明身体对于该配速适应良好，跑起来很轻松，潜力大，可以坚持很长时间或者继续提升配速。如果心率高，则说明身体对于该配速适应不佳，身体反应很大，跑起来比较吃力，很难坚持很长时间。
马拉松比赛时间超长，由于疲劳、大量出汗导致身体脱水、体温升高等因素，基本不太可能全程保持心率平稳，而是呈现越到比赛后程，心率越高的现象，这种现象又被称为“心率漂移”，也就是说在马拉松比赛后半程，即使配速不变，心率也会随着时间推移而缓慢上升。但是心率过高，就会给心脏很大负担，下图显示了一名高水平跑者在一场比赛中，前半程就出现了明显的心率漂移，使得心率过高，甚至达到185次/分，从而导致后半程跑崩掉。
一名高水平跑者前程心率过高导致后程撞墙
4、身体脱水体温上升
一场全马比赛对于大众跑者而言，动辄4-5个小时，那么在这4-5个小时的长时间剧烈运动中，你大概流失多少水分呢？研究显示，在跑步这样的剧烈运动中，每小时出汗量可以达到1升，换句话说，一场比赛可以让身体脱水达到4-5升，对于一个体重60公斤的跑者来说，这样的脱水量几乎占到体重的8%，当然这是在不考虑补水的情况下，沿途不断补水可以在一定程度缓解身体脱水。
但从体液丢失的角度而言，可将脱水分为：
▪ 轻度脱水，失水含量占体重的2%~3%
▪ 中度脱水，失水量占体重的3%~6%
▪ 重度脱水，失水量占体重6%以上
当你感到口渴时，其实你体内早已脱水，即使是轻度脱水，也会明显血容量受影响，使得心脏负担加重，导致运动能力降低；而如果达到中度脱水，就会出现脱水综合症，表现为严重的口渴感、心率加快、体温升高、疲劳及血压下降等症状，这在马拉松比赛中极为常见。
四、撞墙机制复杂，提高能力、学习跑马技巧是关键
事实上，撞墙的机制仍然不是很清楚，从已有的科学认知来看，撞墙是糖原消耗、大脑保护、肌肉疲劳、水盐丢失等因素共同作用的结果，这其中哪个发挥主导作用呢？可能外周（肌肉）疲劳和中枢（大脑）疲劳发挥的作用更大一些，但同时也跟心率飙升、身体脱水等因素关系密切。不仅仅是大众跑者，专业运动员在身体状态不佳、气温过高、赛道不适应情况下，同样会发生撞墙，撞墙并非大众跑者的专利。
撞墙本质是能力不够，外加缺乏经验的体现。因此，加强训练，提高能力，有准备地参赛是避免撞墙的根本措施。全马比赛最佳备赛周期为6个月，至少也需要3个月进行准备；半马比赛最佳备赛周期为4个月，至少也需要2个月进行准备。为全马而备赛，月理想跑量应当达到150-200公里，至少也需要达到100-150公里；为半马而备赛，理想跑量应当达到80-120公里，至少也需要达到60-80公里。
当然，具备能力是根本，掌握一些必备的跑马技巧也十分重要，这些技巧包括：
▪ 赛前几天和赛前早餐不要过度强调补糖，这时再补已经没有多大意义了，反而导致过饱增加胃肠负担；
▪ 赛前要充分水合（也即补水），比赛前如果你都已经感觉口渴，那么意味着比赛还没开始，你已经处于脱水状态，但同时需要注意赛前没必要喝太多含糖饮料，白水即可；
▪ 比赛中逢补给站必进，少量多次补水，每次补水200-300毫升，第一个小时可以只喝白水，但1小时以后，注意补充运动饮料，可以全喝运动饮料，也可以喝一半白水一半运动饮料；
▪ 守住心率跑，而不是守着配速跑，建议全程心率不超过最大心率的85%，如果心率明显上升，应当主动降低自己的配速；
▪ 正确着装，现在天气已经比较热，不要穿什么压缩裤压缩衣，浅色短裤短袖足够，这样可以更好地散热，遮阳帽墨镜也是需要的；
▪ 如果真的发生撞墙，泰然处之，一般没有生命危险，注意吃点补给站的食物，同时补水；
五、总结
马拉松撞墙现象十分常见，它是导致跑者无法全程跑完马拉松、以至于无法PB的主要原因，撞墙原因十分复杂，但基本可以确认不是由于我们通常认为的体内糖原耗竭导致的，提高能力，加强训练才是避免撞墙的王道。
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