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马拉松项目是一项超长距离的周期性竞速项目，只有在最短的时间内跑完全程才能获胜。因此，它既需要长时间的耐力，又需要一定的速度能力。从运动时间和运动强度来看，马拉松运动中有氧代谢系统的能量供应占主导地位，无氧代谢系统的能量供应也占重要地位，但由于人体的能量供应系统并不是相对独立的，而是紧密关联、相互协调的，所以不能因此把每一个供能系统和其他供能系统分割开来。
经过多年训练，世界一流的马拉松运动员除具备较强的有氧供能能力以保持其能够在长时间高速度的状态下完成比赛，还必须拥有出色的跑步技术。如果没有经济的跑步技术，运动员在平时的训练和正规的比赛中，就会浪费体内的能量储备，产生过多的代谢废物，影响训练的效果和比赛的成绩。如同优秀的跑车一样，跑车要跑得快，首要条件是供应动力的汽油为优质汽油，但同时驾驶员的驾驶技术也是节能的重要决定因素。
通过对实际比赛过程中的速度分析和实战的情况调研，我们了解到马拉松运动员在整个比赛中的平均速度在 98％～102％的无氧阈速度范围内，在训练和比赛中运动员要进行一定的变速来进行技战术的安排，因此马拉松运动员必须具备较强的乳酸分解能力和耐乳酸能力。马拉松比赛一般在后半程的平均速度要快于前半程的平均速度，特别是在接近终点的时候，运动员都会以加速的方式来与对手拉开距离，向终点冲刺。这时候运动员的有氧代谢系统就不能保证运动员的高速冲刺能力，只有运动员的糖酵解供能能力才能决定运动员最后的冲刺能力。除此之外，马拉松运动员的心理素质和对比赛环境的适应能力也是影响马拉松运动员比赛成绩的组成因素。
综合上述几点，我们认为决定马拉松运动员运动能力的因素包括：（1）有氧供能能力；（2）乳酸分解能力和耐乳酸能力；（3）糖酵解能力；（4）马拉松运动员的技术节能能力；（5）马拉松运动员的心理调控能力；（6）比赛环境的适应能力。
有氧代谢能力和运动员的耐力有很强的相关性。人体内骨胳肌的肌纤维的类型和比例决定了马拉松运动员氧利用的经济和效果。马拉松运动员的慢肌纤维数量和比例较大，耐力水平高于短距离项目的运动员。马拉松运动员在有氧训练中主要参与供能的是有氧代谢供能系统，最重要的是糖的有氧氧化供能，脂肪和蛋白质有氧氧化供能也占一定比例。糖氧化的效率高于、大于脂肪和蛋白质氧化供能，在利用同样氧的情况下，糖氧化供能比脂肪氧化供能多 10％。但由于人体体内的糖原储备只能维持人体 80～90min的全力跑，即使糖原耗尽也不可能使马拉松运动员完成一个全程的马拉松比赛，所以马拉松运动员还需要脂肪氧化来供应一大部分的能量。平时训练过程中，教练员应该重视培养马拉松运动员脂肪的有氧代谢能力。
人体内氧气的供应系统、运输系统和利用系统的相互作用和协调工作，是有效发挥和促进马拉松运动员的有氧供能能力的前提，只有人体氧气的供应、运输和利用系统在运动训练中得到充分的训练和刺激，才能将人体的有氧供能能力不断提升，达到马拉松比赛的要求（表 2－1－1）。
表 2－1－1 影响马拉松运动员有氧代谢能力的氧气供应、运输和利用系统
平静或运动强度低于最大有氧代谢能力强度的时候，机体内血乳酸水平的产生速度将低于体内血乳酸的消除速度，血乳酸的水平保持在较低水平，一般都在 4mmol／L以下；当肌肉做功输出功率超过有氧代谢最大的输出功率，同时氧的供应不能满足代谢的需要的时候，血乳酸水平的产生速度将高于体内血乳酸的消除速度，随着运动时间的延长，有氧代谢提供的能量不能满足人体运动时的能量需要，糖酵解代谢水平迅速提高，乳酸大量累积。而乳酸生成量的减少、乳酸的弥散和分解的加快和马拉松运动员的运动能力密切相关。通过运动训练提高体内慢肌纤维工作的比例减少快肌纤维收缩的比例能减少血乳酸产生的数量；乳酸输送载体的增加能加快乳酸的输送速度；运动员最大摄氧量的提高、慢肌纤维中的毛细血管数量和密度、肌细胞内线粒体数量的增加、心肌型乳酸脱氢酶的高活性能加快体内乳酸的消除。
当乳酸在体内大量累积的时候，人体的神经系统、心血管系统、呼吸系统和肌肉系统等会发生一系列变化，这些变化会引起运动员主观感觉上的不舒服。因此在平时训练过程中有意识的锻炼运动员进行一定时段内的大强度训练，能够提高运动员的自我调控能力，进一步提升运动员的耐乳酸能力。另外，通过营养手段可以刺激、提高运动员体内的缓冲系统的能力，增强运动员的抗酸能力和耐酸能力，使得运动员较长时间维持较快的乳酸产生速率，也不会感到无法坚持比赛。
马拉松运动员的糖酵解能力决定了训练和比赛中的速度耐力，特别是在比赛中的变速能力和冲刺能力。通过针对无氧酵解能力的训练能培养马拉松运动员比赛能力和乳酸的耐受能力。运动员体内快肌纤维的数量、肌糖原和葡萄糖的积累量以及糖酵解酶（乳酸脱氢酶、磷酸果糖激酶和糖原磷酸化酶）的活性决定了运动员糖酵解能力的高低。
马拉松运动员合理经济的运用技术，可以在训练和比赛过程中，有效地节省体内能量消耗，起到“节能环保”的作用。运动员跑步的摆臂、重心的稳步移动、步幅和步频的掌握、上下坡技术和弯道技术的运用都和马拉松运动员技术能力的发挥密切相关。经过一定比例的身体素质（柔韧性等）和力量训练能加强运动员的技术能力，使运动员在训练或比赛的后程不至于因为能量消耗而导致技术动作变形，影响训练的质量和比赛结果。
因为人体的身体能力受到心理活动的调节和制约，运动效能的表达也受到运动员心理能力和心理对生理功能调控力的制约。在日常训练和大赛准备过程中，通过心理学和运动员训练成绩的结合，使运动员深刻了解训练的本质，转变观念从“要我练”到“我要练”，指导运动员训练时情绪的调控，培养运动员积极向上的心理品质，消除运动员的心理障碍和心理不平衡，才能保证运动训练和比赛的顺利进行。
2008年北京奥运会比赛时期的气候对马拉松运动员适应比赛的能力提出了较高的要求。马拉松比赛的特点决定了气温和湿度对运动员比赛成绩影响较大，要在比赛中取得好成绩就不能不考虑运动员在热环境中适应训练和比赛的能力，也就是热习服的能力。温度过高时，人体内包括能量代谢在内的一系列代谢过程都会产生一定程度的紊乱，包括中枢神经系统在内的多个系统都会出现功能下降，严重时会出现肌肉痉挛、晕厥等症状。运动员通过一段时间的热环境训练，机体将发生有利于适应热环境的变化。因此，对于热环境下进行比赛的运动员来说，保持良好的散热功能是非常必要的。