Zmniejszony poziom aminokwasów rozgałęzionych w krwiobiegu powoduje zwiększenie dostępu tryptofanu (innego aminokwasu) do mózgu, co w konsekwencji prowadzi do wzrostu stężenia serotoniny – neuroprzekaźnika wywołującego senność i zmęczenie. Zaznacza się, to szczególnie po upływie 90 minut wysiłku, względnie wydatkowaniu ok. 2000 kcal.
Dawkowanie BCAA przed wysiłkiem powoduje blokowanie dopływu tryptofanu do komórek mózgowych, w efekcie czego oddalane jest zmęczenie na poziomie centralnego układu nerwowego. Aminokwasy BCAA pełnią także bezpośrednią rolę energetyczną. Zbudowane są ze szkieletu węglowego oraz grupy aminowej. Pierwszy fragment bezpośrednio wykorzystywany jest jako źródło energii, natomiast z drugiego wytwarzana jest L-alanina. Następnie L-alanina transportowana jest do wątroby i tam w tzw. procesie glukoneogenezy przekształcana jest w glukozę. Następnie glukoza zostaje odtransportowana z powrotem do mięśni szkieletowych i zamieniona na energię.
