中枢神经系统疲劳是一种复杂和多方面的现象，涉及外围肌肉疲劳和未能通过中枢神经系统启动和维持自愿驱动的肌肉。最近的研究发现，血栓素，多巴胺和乙酰胆碱等神经递质升高的水平在CNS疲劳中发挥作用。此外，还认为营养不足和异常免疫应答，以引发中枢神经系统疲劳。

神经递质

中枢神经疲劳的研究表明，血清素（5-HT），多巴胺和乙酰胆碱与CNS疲劳发作的直接相关性。乙酰胆碱在外周神经系统中释放以激活肌肉纤维;因此，降低乙酰胆碱水平导致显着的肌肉疲劳和肌肉强度的降低。根据NCBI.gov的说法，血清素和多巴胺水平的不平衡，特别是血清素中的穗和多巴胺下降，与中枢神经系统疲劳的发作有关。

营养

碳水化合物和支链氨基酸的研究表明它们对大脑中的血清素和多巴胺水平的直接影响。碳水化合物需要生产ATP，身体的能源。低血糖和低水平的肌肉糖原有效地降低了ADP转化为APT的速率，因此，ADP的构建导致肌肉疲劳。

此外，碳水化合物和支链氨基酸由于它们对氨基酸如色氨酸的影响而导致中枢神经系统疲劳的发作，这直接影响大脑中的血清素和多巴胺水平。根据国家论坛.org，分枝氨基酸和运动剂具有相同的受体载体，因此当支链氨基酸的血液水平低，色氨酸自由进入脑并刺激组血清素的形成，这是一种神经递质被证明的血清如果迅速增加，疲劳。

免疫系统

已知循环细胞因子，特别是TNF-α，IL-6和IL-1Beta的升高水平介于从肌肉到大脑的抗疲劳的效果。此外，对病毒感染的异常免疫反应也与中枢神经系统疲劳有关。抗病毒酶RNase L和另一种酶已知蛋白质激酶R升高，中枢神经系统疲劳患者升高。此外，根据克利夫兰诊所，B淋巴细胞，T淋巴细胞以及吞噬细胞和补体系统免疫细胞被认为是中枢神经系统疲劳的一个因素2。