從運動生理學角度,400米是一項逼近無氧運動中肌糖原分解能提供能量極限的專案。並不是400米本身比800米、1500米難跑,同樣速度顯然距離越短越輕松,而是現代比賽要求400米選手維持盡量高的無氧過程比例以獲取更高成績,導致400米中後段選手體內已經產生大量無氧分解得到的乳酸堆積後,為了保持速度依然要透過無氧分解獲取能量,需要克服極大的生理不適與身體機能障礙。
人類運動所需的能量(ATP)通常來自於有氧分解,1分子葡萄糖充分氧化能產生30或32個ATP(感謝知友提醒),分子式大概可以表述為為:
糖+氧氣——>水+二氧化碳+ATP
在長時間穩定運動時,人體一邊消耗ATP為運動供能,一邊獲取氧氣持續分解糖等物質補充ATP。
但當持續進行高強度運動時,人體獲取的氧氣量會不足以供給足夠多產生ATP的反應,人體的ATP「庫存量」大概夠維持2秒鐘的極限高強度運動,隨後開始消耗CP轉化為的ATP(中間體)又能維持幾秒鐘,接著如果還想繼續高強度運動,而正常有氧分解迴圈不足以供給足夠能量(可也不能就突然癱倒了啊),人體會一方面加大氧氣攝入(大喘氣),一方面就會進行無氧分解,把糖直接透過酵解產生ATP供能。但缺乏氧氣的參與,導致這個分解反應無法徹底進行,會產生其他的產物,也就是乳酸、丙酮酸:
糖——>乳酸+丙酮酸+ATP
沒有氧氣參與的分解反應效率很低,1分子糖原只能產生3個ATP,1分子葡萄糖是兩個。更關鍵的是,副產物乳酸會讓人體產生疲勞感、引起肌肉酸痛(提醒你身體的供能系統正在負載執行)。對於強度很大的100米比賽來說,盡管也需要透過無氧系統供能,但是主要由前幾秒消耗的身體中積攢的ATP、CP就可以完成比賽,乳酸堆積量很小;對於800米以上的中長跑來說,人體不可能完成以無氧狀態為主的全程供給,所以800米選手也不會一開始就高速沖刺並全程保持,而是會透過訓練對全場速度進行合理籌劃(非專業運動員當然可以不籌劃上來就拼命跑,但無氧運動達到極限後就會無法繼續大幅降速),保持一定的有氧系統參與比例,雖然會累但是乳酸堆積的振幅相對沒有那麽猛烈。
而對於400米這個專案,人類無氧運動維持極限是1分鐘左右,所以選手想要取得好的成績,必須在高強度缺氧狀態下完成全程比賽,在中後段某個距離(200-300米,一般是第二個彎道)後,乳酸堆積達到一定強度,這時身體已經拼命抗議你停下過度負荷運動,也就是俗稱的極限到了,但場上的選手當然不能停,必須用意誌和技術繼續保持高比例無氧參與的運動狀態以獲取最大能量供應,因為一旦在達到極限後減速轉為有氧為主的狀態,那麽供能肯定不足以讓你再高速完成比賽了,這個感覺自然異常酸爽…… 當然沒經過合理訓練即使意誌很強也無法指揮身體去完成這個過程。
另一方面,400米的技術相對來說也比較全面。正好一圈包含了完整的短跑彎道起跑與進出彎技術,相比之下100米是純直道、200米只有彎道起跑和一個出彎,而長跑的彎道技術影響相對沒那麽大,起跑都是站立進彎,主要是並道後的超越技術。而400米的第一道和第八/九道幾乎是完全不同的過程。
同時整個400米完成過程中,也不像100米起跑後或者長跑僅有一種主要的跑步技術,在起跑、中段維持與後程直道沖刺都有不同的技術,尤其在最後達到極限後的沖刺階段,幾乎不可能再保持原本的高步頻短跑沖刺技術完成比賽,都需要各種技術結合去爭取更好的一點成績,中學比賽時加速大擺臂、刻意失去平衡的前傾沖線甚至魚躍沖線都有用過,說白了就是欺騙身體在已無法主動維持高步頻、步幅的情況下利用勢能多獲取一些向前的移動,這些在100、200米中就基本不會出現。