能量耗竭，腦就疲勞：腦力勞動(dòng)大幅增多時(shí)，大量消耗主要由葡萄糖供給的能量。此時(shí)葡萄糖或能量相對(duì)不足，導(dǎo)致腦細(xì)胞能量耗竭，精神活動(dòng)能量下降，最后出現(xiàn)腦疲勞狀態(tài)。

大腦偏酸性時(shí)，腦就疲勞：腦力勞動(dòng)大幅增多時(shí)，大腦細(xì)胞在大量的代謝活動(dòng)過程中產(chǎn)生大量的酸性代謝產(chǎn)物。酸性代謝產(chǎn)物增多會(huì)使大腦的功能活性下降，最后出現(xiàn)腦疲勞狀態(tài)。

大腦抑制性物質(zhì)的活性增加，腦就疲勞：大腦的神經(jīng)遞質(zhì)包括興奮性遞質(zhì)和抑制性遞質(zhì)，前者對(duì)大腦產(chǎn)生興奮作用，包括谷氨酸、天門冬氨酸、多巴胺（DA） ；后者對(duì)大腦產(chǎn)生抑制作用，包括五羥色胺（5-HT） 、γ-氨基丁酸（GABA） 。在腦疲勞狀態(tài)時(shí)，興奮性遞質(zhì)的活性下降，抑制性遞質(zhì)的活性增加。國(guó)外有研究表明在大腦產(chǎn)生疲勞時(shí)，大鼠中腦的DA合成會(huì)變少，反之，如保持DA的合成代謝則會(huì)推遲疲勞的產(chǎn)生。還有研究者發(fā)現(xiàn)服用安非他明來增加DA能神經(jīng)元活性后，腦內(nèi)DA代謝水平增加，耐力性運(yùn)動(dòng)成績(jī)提高。而另一研究發(fā)現(xiàn)腦中DA能活性增加，可抑制5-HT的合成與代謝，而大腦5-HT/DA的比率升高，會(huì)引發(fā)運(yùn)動(dòng)性疲勞。出現(xiàn)疲勞時(shí)，各腦區(qū)中谷氨酸與GABA的代謝平衡發(fā)生改變，原有安靜時(shí)的平衡被破壞，各腦區(qū)中GABA含量升高的幅度大于谷氨酸升高的幅度，使腦中以GABA抑制效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)。

自由基增多腦就疲勞：腦力勞動(dòng)大幅增加時(shí)，大腦細(xì)胞在大量的代謝活動(dòng)過程中產(chǎn)生大量的自由基，自由基攻擊細(xì)胞膜及線粒體等生物膜，影響膜的流動(dòng)性，造成離子和能量代謝紊亂，最終導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)性疲勞的產(chǎn)生。