Mi az első jele az élsportoló fáradtságnak? Legtöbbször a fizikai teljesítmény hanyatlása. „Mintha nem akarnának engedelmeskedni izmaim az akaratomnak."- válaszolják sokan. Bármennyire is különös, de az izmok munkaképességének csökkenése nem csak az izmokban keletkezett anyagcsereváltozásoknak, csökkent energiaellátásnak, hanem az agynak, vagyis a központi idegrendszerből kiinduló üzeneteknek is köszönhető. A központi  idegrendszer szövevényes ideghálózaton keresztül áll kapcsolatban a működő izmokkal és a test különböző pontjaival, melyeken az ingerület oda-vissza továbbítódik. Tehát nem csak perifériás (izmokban keletkező)-, hanem centrális (agyban keletkező) fáradtságról is beszélhetünk (Green, 1995). A centrális fáradtság természetesen nem csak a sportolás hatására alakul ki, hanem számos élethelyzet kiválthatja. Például egy átvirrasztott éjszaka- vagy hosszú utazás után, nem ritkán kiadósabb vacsora vagy műtét utáni lábadozás következtében is jelentkezhet. Mindezek oka az agyi ingerületátvivő anyagok (neurotranszmitterek) megváltozott arányában  keresendő. Sokszor a szerotonin- nevű ingerületátvivő vegyület koncentrációcsökkenése vagy növekedése vált ki hangulatváltozást. Ennek köszönhető például a depresszió, premenstruációs szindróma (menstruáció előtti napokban jelentkező ingerlékenység, rossz hangulat), aluszékonyság, csökkent szellemi teljesítőképesség és minden olyan betegség, melynek vezető tünete a fáradtság (Curzon, 1996).

Newsholme és munkatársai (1987) írták le először a szerotonin centrális fáradtság kialakulásában betöltött lehetséges szerepét. Feltételezésük szerint az agyban megnövekedett szerotonin szint felelős a hosszan tartó edzésmunka során kialakult fáradtság felléptéért. A fokozott agyi szerotonin termelődés a megnőtt vér-triptofán szinttel magyarázható. A triptofán egy létfontosságú aminosav, mely egyben előanyaga a szerotoninnnak. Képes a vér-agy gáton keresztül átjutni abban az esetben, ha a az elágazó láncú aminosavak (BCAA) - vagyis a leucin, izoleucin és valin - aránya csökken. (A BCAA-k is triptofán receptorokhoz kötődnek.) Az agyi szerotonin szintézis akkor fokozódik, ha a vérplazmában a szabad-triptofán/ BCAA arány emelkedik. Ez a változás a hosszú edzések alatt két ok miatt következik be. Először is azért, mert az elágazó láncú aminosavakból a működő izmok energiát nyernek. Másodsorban a vér szabadzsírsav koncentrációja megemelkedik, ezáltal a triptofán leválik az albuminról. A hosszantartó edzéseken kívül az agy triptofán felvételét a magas szénhidráttartalmú ételek fogyasztása, stressz, máj- és vesebetegség is fokozza (Curzon, 1996). Érdekes azonban, hogy a szénhidrátbevitel kétféleképpen változtathatja meg az agyi triptofán szintet, attól függően, hogy izommunka alatt vagy nyugalomban fogyasztjuk. Nyugalomban a szénhidrátbevitel emeli az agy triptofán felvételét, míg magas intenzitású, hosszú időtartamú edzés alatt fogyasztott cukor a szabadzsírsav mobilizáció gátlása miatt a triptofánfelvétel ütemét jelentősen csökkenti (Davis et al., 1992, Horowitz et al., 1997). Az elmúlt húsz év állat- és humánkísérletei bizonyították, hogy a hosszantartó állóképességi tréning alatt kialakult fáradtság oka az agyi szerotoninszint emelkedésének köszönhető. A változás kapcsolatban áll a vér BCAA -szint csökkenésével és a szénhidrátraktásrak lemerülésével is (Bailey et al., 1993). Hogyan lehet késleltetni a fáradtság kialakulását? Egyfelől az elágazó aminosavak pótlásával, melynek hatására a szabad triptofán/ BCAA arány csökken, így a szerotoninszintézis üteme is hanyatlik. Másfelől a folyamatos szénhidrátbevitellel, mivel ezzel megakadályozható a szabadzsírsavak és a triptofánmolekulák mobilizációja. Számos tudományos vizsgálat eredménye azonban cáfolja a BCAA-pótlás fáradtság késleltetésében betöltött szerepét (Galiano et al., 1991).