碳水化合物是重要的供能物质之一。在体内，碳水化合物最终分解成葡萄糖，然后葡萄糖被机体迅速消化吸收从而达到供能的作用。糖是中等强度运动中肌肉的主要供能物质，同时葡萄糖的分子量很小，可通过血脑屏障进入中枢神经系统（图1）。运动疲劳的产生与机体肌肉和肝脏中有限的碳水化合物储备耗竭紧密相关。运动开始前和运动后及时的碳水化合物的补充有利于运动的发挥和运动后体力的恢复。Burke等人研究表明，运动开始前24-48h足够的碳水化合物的摄入（6-12g/kg BM）能够增加机体在运动过程中的耐力，从而提高运动成绩[13]。
当机体中血糖不足时则会引起中枢神经系统中5-HT水平的增加，而大量研究发现神经系统中5-HT水平与中枢神经疲劳存在密切的联系[14]。运动后机体需要有一个恢复的阶段，机体内糖原的合成和再储备过程是加快疲劳恢复的重要环节。运动后4h之内属于糖原合成的第一阶段，此时机体内糖原合成酶的较高[15]。在此阶段碳水化合物的摄入量（0.8-1.0g CHO/kg BM）决定糖原的合成速度，而碳水化合物的GI值对糖原储备恢复作用有限[16]。在恢复的后期阶段，机体需要通过摄入高升糖指数的碳水化合物来增强胰岛素的应答效应，从而刺激糖原的合成[13]。但是最近新的研究表明胰岛素效应过高对延缓中枢疲劳不利，目前补糖对中枢疲劳的影响的机制还存在争论，后续还需更深入的研究[17]。
随着人们对天然成分的关注度逐渐增加，天然产物抗疲劳活性正成为越来越多的运动和营养学家研究的热点[18]。一些植物性多糖在恢复体力、缓解疲劳等方面显现出独特的优势。毛蕊花糖苷是一种来源于马先蒿中的植物多糖。多项研究发现，毛蕊花糖苷能够减少运动带来的肌肉氧化应激反应[19]。Zhu等人通过动物试验表明毛蕊花糖苷在显著提高中枢神经系统中5-HT合成和TPH2蛋白表达时间的同时，能够抑制5-HT1B蛋白的表达，从而有助于缓解中枢神经疲劳[20]。Klosterhoff等人研究发现西印度樱桃阿拉伯聚糖果胶能够延长小鼠游泳力竭时间，同时能够显著提高小鼠大脑海马体组织中谷胱甘肽（GSH）的水平，从而有利于降低大脑氧化应激反应[21]。