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目的：观察补充BCAA后大鼠力竭游泳运动恢复期下丘脑细胞外液BCAA、f-Trp和5-HT的变化，分析补充BCAA是否能够提高大鼠的运动能力，比较补充BCAA的效果，探索补充BCAA的最佳剂量。方法：将32只大鼠随机分为对照组、小剂量补充组（1.25g/kg·BW）、中剂量补充组（2.5g/kg·BW）和大剂量补充组（5g/kg·BW），每组8只。从各组随机抽取1只大鼠来确定力竭运动负荷。BCAA补充组分别在每天上午补充一次BCAA，每周六次（周日暂停），持续六周。六周后，在大鼠进行力竭游泳运动前一天下午取大鼠尾血测试血氨。力竭游泳运动后用20%乌拉坦，1mL/200g体重进行皮下注射麻醉；用脑立体定位仪进行定位，将引导管植入大鼠右侧下丘脑（AP:+0.03mm、ML：+0.08mm、DV：-0.67mm）并固定，微透析探针沿引导管插入大鼠右侧下丘脑区；以2μl/min的速度恒速灌注人工脑脊液，平衡2h；于运动后4h、5h、6h、8h和24h收集微透析样品。采用毛细管电泳-激光诱导荧光法检测大鼠下丘脑细胞外液BCAA、f-Trp和5-HT的浓度。结果：（1）持续6周补充BCAA对大鼠体重没有显著影响;（2）持续6周补充BCAA后，与对照组血氨相比，小剂量补充组无明显变化，中剂量补充组显著升高（P <0.05），大剂量补充组极显著升高（P <0.01）；（3）四组大鼠进行力竭游泳运动，中剂量补充组时间最长，大剂量补充组时间最短;（4）各组大鼠力竭游泳运动恢复期下丘脑细胞外液f-Trp随时间延长明显下降，且各时间点具有同步性。同时血浆f-Trp/BCAA比值随时间延长下降；（5）与对照组相比，小剂量和中剂量补充组大鼠力竭游泳运动恢复期下丘脑细胞外液5-HT峰值出现时间延迟，且小剂量组5-HT浓度随时间变化整体下移，而大剂量组5-HT浓度随时间变化整体上移。结论：1、持续6周补充BCAA造成的蛋白质合成增加和脂肪的减少基本保持动态平衡；2、血氨随着BCAA补充剂量的增加而升高，小剂量补充BCAA对机体血氨的生成无影响；3、补充BCAA能提高大鼠力竭游泳运动能力，但并不随BCAA补充剂量的增加而提高；4、补充BCAA可能提高了血浆BCAA与f-Trp竞争通过血脑屏障的能力且具有推迟和减少脑5-HT生成的作用5、小剂量（1.25g/kg·BW）补充BCAA对提高大鼠运动能力效果最佳。