Związek znany jako F-tryptofan jest potrzebny do syntezy mózgowego neurotransmitera serotoniny, która może tłumić ośrodkowy układ nerwowy i dzięki swoim właściwościom wywoływać objawy senności oraz zmęczenia. Ilość F- tryptofanu przekształcanego w mózgu w serotoninę jest zazwyczaj ograniczona. Dzieje się tak z dwóch powodów -po pierwsze, wysoki poziom aminokwasów BCAA we krwi blokuje przechodzenie F-tryptofanu do mózgu, a po drugie, tryptofan jest połączony z białkiem krwi albuminą, czyli nie jest wolny. Należy zaznaczyć, że w trakcie końcowego okresu długotrwałych tlenowych wysiłków wytrzymałościowych F-tryptofan zawarty we krwi znacznie łatwiej przedostaje się do mózgu. Dzieje się tak ponieważ tak jak poziom glikogenu mięśniowego obniża się podczas wysiłku, także poziom aminokwasów BCAA we krwi może się obniżyć, ponieważ kompensują one zmniejszenie produkcji energii z glikogenu. Co więcej poziom wolnych kwasów tłuszczowych podnosi się, a to w połączeniu z transportem albumin we krwi prowadzi do obniżenia się ilości albumin dostępnych dla połączeń z tryptofanem. W efekcie wysoki stosunek F-tryptofanu do BCAA może ułatwiać wejście tryptofanu do mózgu wzmagając tym samym produkcję serotoniny i powodując efekt zmęczenia. Współczesny naukowcy zajmują się badaniem przyczyn i skutków zmęczenia ośrodkowego. Teoretycznie, suplementacja BCAA mogłaby zapewnić poprawę stosunku F-tryptofanu do BCAA i równocześnie zapobiec szybkiemu przechodzeniu F-tryptofanu do mózgu, w ten sposób opóźniając rozwój zmęczenia ośrodkowego. I chociaż teoria na temat efektów suplementacji BCAA w zapobieganiu zmęczenia ośrodkowego wygląda obiecująco, to wyniki badań przeprowadzonych na ten temat nie są przekonujące.
