La L-fenilalanina es un aminoácido esencial precursor de moléculas clave en el sistema nervioso, como la tirosina, la dopamina, la noradrenalina y la adrenalina. A través de esta vía biosintética, la fenilalanina participa directamente en la regulación del estado de ánimo, la motivación, la atención y la respuesta al estrés.

Su conversión a tirosina y catecolaminas permite mantener un adecuado tono dopaminérgico, asociado con la energía mental y la resiliencia emocional. Por ello, se ha estudiado su uso como coadyuvante en el equilibrio del ánimo y la reducción de la fatiga cognitiva, especialmente en situaciones de alta demanda mental o estrés oxidativo neuronal.

Además, la fenilalanina contribuye a la síntesis proteica estructural, formando parte de colágeno, queratina y enzimas, lo que la vuelve esencial en la renovación tisular y la recuperación post-ejercicio.