马拉松后程跑不动，并不仅仅是身体累而是……
我们在长距离跑步、参加马拉松过程中是否有过这样刻骨铭心的感受：跑到后面感觉快到自己的极限了，仿佛多一步都迈不出去，跑友们俗称“撞墙”。“撞墙”时，究竟是体内能量物质完全耗竭了？还是肌肉疲劳导致迈不开腿，又或是大脑已经无力指挥肌肉工作，心累了？
一、不存在能源物质在跑步过程中完全耗竭导致撞墙一说
身体内可以提供能量的物质有糖、脂肪和蛋白质。其中，糖的储量相对最少，供能效率却最高；体内脂肪储量很多，完全可以支撑很长时间低强度运动。并且运动时，往往都是糖和脂肪混合供能为主，特别对于长时间中低强度运动来说，脂肪供能比例的提高可以起到节约糖的作用。
举例来说：
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，人体内糖由这三部分组成，他们都可以为运动提供热量。
人体内糖含量=5+100+400=505克
1克糖分解释放的热量＝4大卡
人体内所有糖的热量＝505×4＝2020大卡
假定一名体重60公斤的人以6:00配速跑步，6:00配速时，每公斤体重每小时可以消耗大约10大卡热量，这就意味着此人跑步1小时，可以消耗600大卡热量。此人如果要完全消耗掉体内所有的糖，需要多长时间呢
这似乎说明为什么全马比赛时，撞墙容易发生在3-3.5小时，因为此时体内糖原消耗殆尽，就会发生明显的体力不支。
但需要注意的是，上述计算是假定跑马时全部由糖供能。事实上，跑步时糖和脂肪都会参与供能，无非是供能比例高低问题，强度高时糖供能比例高，强度低时，脂肪供能比例高，这就是为什么长时间中低强度运动适合减肥的理论基础。
因此，在混合供能情况下，人体可以维持数小时，甚至十几小时的运动。所以，如果以糖耗竭解释撞墙，并不能完全解释通。糖耗竭时运动能力可能下降，但不会完全迈不开腿，那么撞墙时，感觉完全迈不开腿究竟是什么原因呢？
二、肌肉和大脑疲劳或许是撞墙更为重要的原因
既然撞墙无法完全用能源物质耗竭解释，研究人员就试图分析剩余两个因素—腿累还是心累？
用专业术语来说，就是肌肉疲劳还是大脑疲劳？当然这里的心指的是大脑，真正的心脏是不可能累到无法跳动，因为生命不止，心脏跳动永不停歇，除非猝死。
最新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。
Thomas教授采用了一个重要指标—最大随意收缩能力（maximal voluntary contraction，MVC），也就是受试者尽自己最大能力完成一次肌肉收缩，这个指标既反映了大脑的激活动员能力，也即支配肌肉的能力，也反应了肌肉本身的收缩能力。当大脑疲劳时，最大随意收缩能力可能会下降，同样当肌肉本身疲劳时，最大随意收缩能力也会下降。
Thomas教授，让12名经过良好训练的自行车运动员在运动前，测试其MVC，然后让他们以不同强度全力骑行，直至筋疲力尽，然后再次测试MVC，这样就可以反映其疲劳程度。
这12名自行车运动员，在间隔较长的三天中，分别按照三种不同的额定功率（代表不同强度）完成了力竭骑行，其中极限强度组骑行平均功率为379瓦，大强度组平均功率为305瓦；中等强度组平均功率为 254瓦，在这三种强度下，运动员骑行至力竭的平均时间分别为：3分钟，11分钟和42分钟。
如图A所示：三钟不同强度后力竭骑行后，大腿前侧股四头肌MVC的变化。结果显示肌肉的疲劳程度似乎下降程度都差不多，均略大于15%。那么这时的疲劳究竟是肌肉本身疲劳，还是大脑疲劳导致的呢？
整体疲劳程度
如果使用电刺激去刺激不同部位，就能反映出疲劳是来自肌肉还是来自大脑。如果使用电刺激去刺激上游部位的大脑时，即采用经颅磁刺激，这样就可以刺激大脑产生信号，引起外周肌肉的收缩，这是测定中枢疲劳的方法。而如果采用电刺激直接刺激肌肉，引起肌肉收缩，则是测试肌肉疲劳的方法。
如图B所示，当直接刺激肌肉时，我们可以看到极限强度运动组疲劳水平最高，也即此时骨骼肌收缩力量下降最明显，差不多下降了33%，而大强度组和中等强度组仅仅下降了20%不到。这说明，如果是短时间大强度运动，导致疲劳的主要原因是肌肉累了。
肌肉疲劳程度
图C是给予大脑经颅磁刺激，显示了与直接刺激肌肉不同的结果：中等强度组，也即运动时间最长组，MVC下降最明显，说明中等强度长时间运动组的大脑疲劳最为明显。也就是说，受试者虽然仍在努力地收缩他们的股四头肌，可是大脑已经开始罢工了，不愿意给外周的肌肉发放信号。
大脑疲劳程度
三、大脑疲劳是跑马时撞墙的重要原因之一
这一研究结果充分回答了我们在文章刚开始提出的问题：到底是大脑先疲劳还是你的腿先疲劳呢？显然，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。
这一现象从神经生理学也可以得到解释，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。
四、大脑疲劳仍然有待深入研究
当然在现实中，我们面临的情况远比实验中来得复杂得多，疲劳发生跟我们运动的形式、运动的持续时间以及环境等因素都有关系。比如在这项研究中也有一些非常有意思的发现。大强度运动产生的代谢产物如乳酸，不仅直接影响了骨骼肌的收缩，还会影响大脑对神经和肌肉的控制。大脑作为人体最为复杂的器官，其研究难度也相当大，运动引起的大脑疲劳仍然有许多未解之谜。
大脑疲劳除了导致我们在跑马时撞墙，注意力涣散，出现运动能力断崖式下降外，跑马结束后，一些跑友头痛欲裂，可能也跟大脑疲劳有关。消除大脑疲劳的方法目前仍然不是很有针对性，我们也只能采用放松慢跑、拉伸、及时补充能量和水，洗个澡、好好休息、听听音乐等非特异性的恢复方式来帮助大脑和肌肉一起恢复。
当然我们可以确定无疑是：
有没有办法平时不跑却能轻松完成马拉松？
没有！
有没有不经训练，跑马时不发生大脑疲劳的方法？
没有！
有没有不经训练，提高配速的神奇方法？
没有！