支鏈氨基酸分為纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸三種氨基酸。這三種氨基酸均是體內不能合成而需要食物蛋白提供的必需氨基酸。在運動性疲勞當中，由於5-羥色胺是中樞體統裡面重要的抑制性神經遞質，具有抑制多突觸神經反射和使人倦怠等作用，它主要由色氨酸代謝而來，並且和支鏈氨基酸由同一個載體蛋白轉運穿過血腦屏障進入腦組織。因此，5-羥色胺和支鏈氨基酸之間具有互相競爭同一種結合載體的關係，血漿裡面支鏈氨基酸濃度的升高可以抑制色氨酸穿過血腦屏障進入腦組織，從而使得5-羥色胺在腦組織中的濃度減少，達到延緩和削弱中樞疲勞的作用。

血液中的氨主要是以氨根離子（NH4+）的形式存在。短時間的激烈運動中，腺苷酸脫氨酶所催化的反應主要發生在骨骼肌、心肌和大腦之中，併產生了大量的血氨；在長時間力竭運動以後，支鏈氨基酸的分解加強，導致氨基酸脫氨基產生的氨增多，然後導致血氨升高。肝臟是清除氨的主要器官，氨在肝細胞中內轉化為尿素，釋放入血成為血尿素，流經腎臟隨尿液排出體外，也有少部分氨由腎臟直接分泌入尿液。