פעילות גופנית מאומצת בתנאים מסוימים גורמת לשינוי ברמת חומרים כימיים רבים המשוחררים בגוף, כגון הורמונים למיניהם ופעולות של קולטים ומוליכים עצביים. הפעולות השונות המתחילות במוח כתוצאה מפעילות גופנית ומצבי לחץ, גורמות לשרשרת של תהליכים הורמונליים ועצביים.

לפי החוקרים (דובנוב ובארי, 1998; Dubnov & Berry, 2000), קיימים מספר מנגנונים האחראים לשינויים החיוביים המתרחשים בהשפעת הפעילות הגופנית ובהעלאת מצב הרוח. מהם שחרור והשפעת הורמון האנדורפין הוא הידוע ביותר. בנוסף, גם למערכת הדחק, הכוללת בין היתר את הורמון ה- ACTH ואת הורמון הקורטיזול, יש חלק בשינויים אלה. מנגנונים נוספים כוללים מתווכים נוירולוגיים (נוירוטרנסמיטר ים) כמו הנוראדרנלין, הדופאמין והסרוטונין. פעילותם של הורמונים אלה מתוארת להלן:

1. הורמון האנדורפין – הורמון חלבוני (פפטיד) הפועל על המערכת המרכזית העצבית והפריפריאלית. האנדורפין הוא הנוירוהורמון העיקרי המווסת את מצב הרוח בעקבות פעילות גופנית, בין במישרין ובין בעקיפין, והוא משוחרר לדם מבלוטת יותרת המוח. הורמון זה מיוצר באופן טבעי בגוף בשעת מאמץ גופני, הוא מסייע בהעברת המסרים וגורם לאופוריה (התרוממות רוח או תחושת עילזון, feeling high), המביאה לשיכוך הכאב. תחושה זו מזכירה את השפעת הסמים האופיאטיים (opiate like effect).
האנדורפין הנו המורפיום הטבעי של הגוף. הוא מסייע לשכך את הכאבים על-ידי האטת העברת המסרים העצביים של הכאב, ומשרה במוח תחושת רגיעה והנאה. בעת פעילות גופנית מאומצת, ההפרשה של האנדורפינים עולה באופן משמעותי בגוף. תפקיד האנדורפינים הוא למעשה להקטין את תגובת הדחק המופעלת בעת מאמץ גופני.
הגירוי הגורם לעלייה באנדורפין הוא רמת החומציות בדם. חומצת החלב (Lactic Acid) היא תוצר סופי של הגליקולוזה האנארובית. עם זאת, רמת האנדורפין עולה גם בעת מאמץ אירובי ממושך. כך, גם ריצה קלה או הליכה מאומצת גורמות להפרשתו.

2. מערכת הדחק (stress) – ה- ACTH והקורטיזול. ה- ACTH הוא חומר כימי המיוצר בגוף והעשוי מחומצות אמיניות. הפרשתו באה מיותרת המוח ומושפעת ממספר גירויים. גירויים אלה כוללים כמה הורמוני דחק, כמו הקורטיזול המופרש מקליפת הטוחה (אדרנל) בעקבות גירוי הורמוני על-ידי ה-ACTH. לקורטיזול תפקיד חשוב בהשפעה על רגשות ועל ערנות. הקורטיזול מעלה את רמת העוררות על-ידי הגברת תגובות התאים העצביים המשתמשים בנוירוטרנסמיטרים (מוליכים) כמו הנוראדרנלין והסרוטונין.
לחץ נפשי מפעיל שרשרת של אירועים שראשיתם במוח וסופם בבלוטת יותרת הכליה.
הפרשות בלוטה זו מביאות לשחרור סוכר זמין לדם בשעת לחץ נפשי, להגברת קצב הלב ולהכנת הגוף לפעולה. תהליך זה מספק אנרגיה מיידית לגוף לשם תגובה בשעת לחץ.
אחד מהורמוני הלחץ בדמם של בני אדם קרוי קורטיזול. רמת הקורטיזול בדם יכולה לעלות בתוך זמן קצר בתגובה ללחץ פיזי או נפשי פתאומי. רמת קורטיזול גבוהה והנמשכת לאורך זמן, כמו במצבים נפשיים קשים ומתמשכים, יכולה להשפיע לרעה על עמידתו של הפרט במצבי לחץ ולגרום למחלות. אנשים שרמת הקורטיזול שלהם גבוהה לאורך זמן, מועדים יותר לחלות בסרטן ולמות משבץ לב.

3. פעילות גופנית תורמת למצב רוח מרומם – פעילות גופנית גורמת לעלייה בייצור נורואדרנלין וסרטונין במוח. עלייה בתגובת הנוירונים לנוראדרנלין ולסרטונין הנגרמת כתוצאה מפעילות גופנית מאומצת, תורמת למצב רוח מרומם. השפעת הנוראדרנלין מביאה לערנות הבאה בעקבות מאמץ גופני. הנוראדרנלין משמש כמתווך, בעיקר בכיוון של ערנות. הדופאמין קשור להנאה ולהתמכרות והוא משוחרר באזור ההנאה שבמוח. רמת הדופאמין עולה בשעת פעילות גופנית. כשהוא חסר, אצל אנשים עם מחלת הפרקינסון למשל, הוא יוצר בעיות מוטוריות, כמו רעדה ואי-שליטה בתנועות האצבעות והידיים.

ד"ר חזי אהרוני; יו"ר העמותה הישראלית לפעילות גופנית מותאמת