在有氧耐力運動中，人體透過降解肌肉蛋白質來維持支鏈氨基酸庫。從而來幫助人體維持蛋白質平衡。

在長時間的有氧耐力運動中，骨骼肌氧化的支鏈氨基酸數量往往要多於從蛋白質獲取的支鏈氨基酸含量。這就導致血液中的支鏈氨基酸含量下降，並導致產生“中樞疲勞”。根據中樞疲勞假設，當色氨酸穿過血腦屏障並增加大腦中5-羥色胺的含量，中樞疲勞就產生了（Ohtani et al。， 2006）。該假設認為：運動中游離脂肪酸從脂肪組織中分離出來，然後被傳輸到肌肉，為肌肉提供能量。因為遊離脂肪酸從脂肪組織中分離出來的速率比肌肉吸收它們的速率快，所以血液中游離脂肪酸的濃度就增加了。遊離脂肪酸和色氨酸爭奪白蛋白的結合位點。因為血液中的遊離脂肪酸含量比較高，所以它們先與白蛋白結合，從而阻止色氨酸和白蛋白結合，於是導致血液中的遊離色氨酸濃度增加。這提高了血液中游離色氨酸和支鏈氨基酸的比率，導致更多的遊離色氨酸穿過血腦屏障。一旦遊離色氨酸進入大腦，它就轉化為5-羥色胺。5-羥色胺對人的情緒和睡眠都有影響（Banister et al。， 1983） 。因此，大腦中5-羥色胺含量增多的最終結果就是導致中樞疲勞，從而迫使人們停止運動或降低運動強度。

所以，在有氧耐力運動前補充支鏈氨基酸，能夠增加人體生長激素的濃度並有助於防止睪酮的減少，這就會形成一種利於合成代謝的環境（Carli et al， 1992） 。長時間運動會減少人體的氨基酸庫存，因此，保持較高水平（特別是BCAA水平）以抑制促進肌肉蛋白質分解的細胞訊號轉導通路尤為重要（Tipton andWolfe， 1998） 。透過補充支鏈氨基酸來建立合成代謝環境可能有助於更快地從運動中恢復過來。支鏈氨基酸也可以減輕肌肉損傷。在一項研究中，未經過訓練的男性以55%的運動強度進行三次運動，每次運動時長為90分鐘。這些受試者在運動前和運動到60分鐘的時候分別補充200卡含有碳水化合物、支鏈氨基酸或安慰劑的飲料。與補充安慰劑的受試者相比，補充支鏈氨基酸的受試者分別在運動後4小時、24小時和48小時能一定程度上減輕運動造成的肌肉損傷，而補充碳水化合物的受試者在運動後24小時能一定程度上減輕運動造成的肌肉損傷（Greer et al。，2007）。

所以，在有氧耐力運動中，補充支鏈氨基酸或者蛋白質很有必要。