馬拉松撞墻早有預兆！這些跑步生物力學信號藏著答案

馬拉松撞墻早有預兆！這些跑步生物力學信號藏著答案

跑馬的人，大多逃不過 “撞墻” 的魔咒 —— 前半程生龍活虎，后半程突然腿沉如鉛、配速暴跌，甚至連抬腿都成了難事。你以為撞墻是突然發生的生理崩潰？其實，從你邁出馬拉松第一步開始，身體的生物力學指標就已經在悄悄預警了。

最新的運動科學研究發現，通過慣性測量單元（IMU）捕捉跑步中的步長、觸地時間、垂直剛度等指標，能在馬拉松前半程就精準預測后半程是否會撞墻，甚至還發現了馬拉松中不止一次 “墻”，而是存在兩次關鍵的生物力學突變節點！

01

馬拉松 “撞墻”，科學上怎么定義？

在運動科學研究中，“撞墻” 可不是單純的主觀感受，而是有明確量化標準的：以馬拉松 5-20km 的平均配速為基礎配速，若 25km 后連續 5km 以上配速慢于基礎配速的 125%（也就是慢了 25% 以上），就被判定為正式 “撞墻”；而全程配速波動控制在 10% 以內，才算平穩完賽。

之所以會撞墻，核心原因是糖原耗盡、神經肌肉疲勞，而這些生理變化，會直接反映在跑步的生物力學特征上 —— 身體會通過改變跑步姿勢來 “代償” 疲勞，而這些代償性的姿勢變化，就是撞墻的早期信號。

02

撞墻的核心預警信號的3個指標

2025 年發表在《Frontiers in Sports and Active Living》的研究，分析了 1437 名跑者的馬拉松實測數據，最終鎖定了步長、觸地時間、垂直剛度三個最能預測撞墻的生物力學指標，這也是跑者疲勞后最先發生異常的核心特征：

? 步長：10km 后縮短，撞墻風險飆升

研究發現，撞墻組跑者的步長在比賽初期處于均值以上，但 10km 后開始持續下降，與平穩完賽組的差距逐漸拉大。因為疲勞會導致腿部發力能力下降，步長無法維持，而身高標準化后的步長，比單純的步長數據更能反映真實的疲勞狀態。

? 觸地時間：全程走高，發力效率驟降

觸地時間是指腳與地面接觸的時長，撞墻組跑者的觸地時間從比賽開始就呈上升趨勢，5-10km 短暫趨于平穩后繼續增加。觸地時間越長，說明身體需要更多時間來緩沖和發力，跑步的推進效率越低，這是神經肌肉疲勞最直觀的表現之一。

? 垂直剛度：先降后升，代償性姿勢預警

垂直剛度反映了腿部對地面的彈性支撐能力，正常情況下，較高的垂直剛度意味著跑步的彈性更好、能量利用效率更高。但撞墻組跑者的垂直剛度會先下降，后期又反常上升 —— 這種上升并非好事，而是疲勞后膝蓋屈曲減少的代償性變化，反而會進一步降低跑步經濟性。

這三項指標結合起來，能以 73.9% 的準確率、75.8% 的召回率預測馬拉松撞墻，讓跑者在前半程就能通過數據感知身體狀態。

03

馬拉松不是只撞一次墻，而是兩次！

2021 年《International Journal of Sports Medicine》的研究則帶來了更有趣的結論：通過對 12 名跑者進行全程馬拉松的生物力學連續監測，發現跑者的跑步模式并非緩慢線性惡化，而是存在兩個明顯的突變節點—— 約 25km 和 35km，這意味著馬拉松中存在 “兩次墻”！

在這兩個節點，跑者的生物力學指標會發生斷崖式變化：

25km 第一次突變：觸地時間顯著增加、騰空時間縮短、步長開始明顯下降，垂直剛度和腿部剛度首次出現大幅降低，這是身體糖原開始耗盡、神經肌肉疲勞進入第一個臨界點的信號，也是很多跑者配速開始下滑的起點；

35km 第二次突變：所有生物力學指標惡化速度加快，左右腳觸地時間的不對稱性急劇上升（從初期的 2% 增至 5% 以上），腳落地角度持續減小，腿部發力的對稱性和穩定性徹底下降，這也是為什么 35km 后很多跑者會感覺 “完全邁不動腿”，是撞墻的真正高峰。

而即使是跑者經過的同一段賽道（5-10km 和 25-30km），25-30km 時的觸地時間增加 6.5%、垂直剛度下降 6.4%、步長縮短 3.5%，相同的路況，身體的表現卻天差地別，這也印證了疲勞對生物力學的巨大影響。

從生物力學角度，如何預防馬拉松撞墻？

既然撞墻的信號藏在生物力學指標里，那訓練和比賽中針對性調整，就能有效降低撞墻風險，這也是兩項研究給跑者的核心實踐啟示：

1. 訓練重點：強化步長穩定性和腿部彈性

日常訓練中，可通過短距離沖刺、上坡跑提升腿部發力能力，維持步長穩定性；通過跳箱、提踵等訓練增強腿部肌肉的彈性和支撐力，提升垂直剛度，讓身體在疲勞時也能保持較好的發力效率。

2. 比賽策略：前半程嚴控配速，避免指標過早異常

很多跑者撞墻的根源是前半程配速過快，導致步長、觸地時間等指標過早進入惡化趨勢。建議比賽前半程將配速控制在目標配速的 103%-105%，避免身體提前進入疲勞代償狀態。

3. 實時監測：借助可穿戴設備，關注核心指標

如今的專業跑步手表、運動傳感器已能捕捉觸地時間、步長等生物力學指標，比賽中可實時查看，若發現觸地時間持續增加、步長不斷縮短，及時放慢配速，讓身體得到緩沖，避免指標斷崖式惡化。

4. 關注對稱性：避免單側發力過度

訓練中注重左右腿的力量平衡，比賽中若感覺一側腿更累，及時調整跑步姿勢，防止左右腳觸地時間不對稱性過高，既減少撞墻風險，也能降低運動損傷概率。

參考文獻：

[1] Meyer F, Falbriard M, Mariani B, 等. Continuous analysis of marathon running using inertial sensors: Hitting two walls?[J]. INTERNATIONAL JOURNAL OF SPORTS MEDICINE, 2021, 42(13): 1182-1190.

[2] Miyazaki Y, Matsui H, Zushi K, 等. Early marathon running metrics from inertial measurement units predict significant pace reduction[J]. Frontiers in Sports and Active Living, 2025, 7: 1681444.

（圖源網絡，侵權刪）