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研究目的:"破2"问题——在国际田径联合会(IAAF)的比赛中,第一名男子运动员何时能打破2小时马拉松的障碍?——几十年来一直吸引着运动和运动生理学领域的关注。以全程马拉松项目"破2"事件为研究对象,旨在探讨马拉松项目竞赛成绩在国际田联(IFFA)竞赛规则下,人类的极限是多少?以及"谁","什么时候"可以突破2小时大关以及运动员打破2小时障碍所需的最佳能力模型。研究方法:登录中国知网(CNKI)外文期刊数据库和Pubmed,Sportdiscuss,Web of Science等外文期刊网以"Marathon","prediction equations","Running Economy","biomechanical","Endurance exercise","pacing"等关键词进行文献搜索,共计搜索到90余篇与本文研究主题相关的文献,对搜索到的文献进行系统的分类和整理,为本文提供全面的文献资料支撑。登录国际田径联合会官网(International Association of Athletics FederationsIAAF),路跑数据协会(The Association of Road Racing Statistician sARRS),获取历年马拉松项目世界纪录,利用Excel,SPSS 25软件对历年马拉松项目世界纪录进行统计分析。研究结果:(1)当前国内外对于"破2"事件出现时间的猜想分歧较大,有研究者认为在2100年前不大可能出现,甚至认为人类不可能突破2小时障碍。而有的研究者则认为在2032年左右,甚至更早的时间"破2"事件将会出现,这些众多猜想印证了马拉松项目的复杂性,和突破极限的艰难性。而对于"破2"事件由谁完成的猜想则表现出相同的意见,一致认为非洲运动员尤其是东非运动员以其优越的长跑基因,良好的高原环境,浓厚的训练氛围和对经济成功的渴望,造就了东非长跑王国的称号,预测第一个打破2小时障碍的将是由来自非洲尤其是东非的运动员完成。(2)从生理和生物力学角出发,探究"破2"运动员需具备的能力模型。生理方面:最大摄氧量(VO2max),无氧阈(AT),跑步经济性(PE)对于马拉松成绩的贡献具有决定性作用,破2选手不仅要有超高的最大摄氧量水平(85%-90%ml/kg/min)和以VO2max(85%-90%)的强度持续运动较长时间,还要有超高水平的跑步经济性(RE)。生物力学角度:跑步经济性(RE)作为唯一一个可以通过生物力学直接修改的参数,从外部条件顺风,下坡,合作破风和特制的跑鞋设计等构建了一个"完美"的运动场景。旨在从生物力学角度出发,以优化运动员的跑步步态周期和地面接触特性,提高运动员的跑步经济性(RE),达到降低代谢成本的目的,证实了从生物力学出发,优化运动员的跑步经济性(RE)助推"破2"事件的出现是完全可能的。研究结论:综合各项研究当前对于"破2"事件出现时间的预测,由于研究角度的不同得出的结论不一,争议较大,但是一直认为一位来自非洲尤其是东非的运动员以其超高的有氧耐力和超高水平的跑步经济性将会是第一位完成"破2"事件的人。当然马拉松项目其竞赛结果受到多方面的影响包括外部因素:赛道的地形,海拔,温度,湿度,竞争对手等。内部因素:运动员的生理能力,节奏策略,运动员心理感知努力程度等多方面的影响。使得"破2"事件并不是一触而就的,而是需要内外部协调配合。未来可以从以下角度分析入手探求在合理规则下,助推"破2"事件的出现。(1)生物力学角度:生物力学领域当前能够基于实验室测试和现场测试方法,简明地将单个跑步者的步态力学和施加地面的力联系起来,以检测运动员的步态力学和地面反作用力,以最大限度的优化跑步经济性,提高比赛速度。(2)生理学角度:"破2"事件需要运动员自身具备最佳的生理机能包括跑步经济性(RE),最大摄氧量(VO2MAX)和可持续氧化代谢率(AL)的适当结合。从生理学角度出发探究三者生理机能原理和最佳"破2"事件所需生理模型,任是当前值得探究的内容之一。(3)生物信息学角度:"组学"(如基因组学,代谢组学,蛋白质组学和表现基因组学等)在当前是一个快速发展的生物学领域,组学方法在运动领域中兴奋剂生物标志物的识别,对于推广绿色清洁马拉松和确定遗传因素对运动成绩,训练反应和受伤倾向的影响,对于精准监控分析运动和训练等方面都起着重要作用。(4)营养学角度:营养物质的补充对于运动员创造优异的运动成绩起着不可或缺的重要作用。针对训练和比赛的不同阶段,制定个性化的营养策略是助推"破2"事件出现的重要内容之一。