亮氨酸是三種支鏈酸之一，并且有時被稱為“主要”酸，因?yàn)锽CAAs(肌肉構(gòu)建)最受歡迎的益處主要是由于亮氨酸。亮氨酸是被稱為mTOR的蛋白質(zhì)的劑，其然后通過S6K誘導(dǎo)肌肉蛋白質(zhì)合成;另外兩種BCAAs也可能mTOR，但這樣做比亮氨酸弱得多(因此，5g亮氨酸比5g混合BCAAs更有效)。亮氨酸代謝物HMB在誘導(dǎo)肌肉蛋白質(zhì)合成方面也比亮氨酸弱，盡管在保持瘦體重分解方面更有效。

評估亮氨酸的研究主要考慮肌肉蛋白質(zhì)的合成，當(dāng)將額外的亮氨酸添加到飲食中或測試膳食中時，似乎亮氨酸能夠在測試餐后可靠地增加肌肉蛋白質(zhì)合成。盡管在一段時間內(nèi)導(dǎo)致更多的瘦體重的可靠性稍差，但亮氨酸似乎能更有效地促進(jìn)飲食蛋白質(zhì)攝入量較低的人群和老年人(肌肉蛋白質(zhì)合成受損的人)以回應(yīng)飲食。

亮氨酸通過其代謝物KIC能夠誘導(dǎo)胰腺分泌胰島素，并且這種胰島素釋放被其他兩種BCAAs和兩種類似的分支酸(正纈氨酸和正亮氨酸)所。10mM的效力約為葡萄糖的73%。一般而言，亮氨酸在誘導(dǎo)胰島素分泌方面與葡萄糖相加或協(xié)同作用(例如，亮氨酸和葡萄糖分別增加170%和240%，用組合則增加至450%)。盡管亮氨酸和育亨賓具有相當(dāng)?shù)男Я?，但由于具有重疊機(jī)制，它們不具有可加性。

亮氨酸的這種合成代謝作用似乎比肝臟(肝臟)組織更有利于骨骼肌，并且似乎通過體育鍛煉(肌肉收縮)增加，一些研究表明，將亮氨酸預(yù)加載到鍛煉比其他時間更有效(急劇增加蛋白質(zhì)合成)。

亮氨酸似乎在刺激肌肉蛋白質(zhì)合成方面是所有酸中最有效的。

這種肌肉保存效應(yīng)已經(jīng)在以肌肉萎縮為特征的狀態(tài)中被注意到，如以及敗血癥、燒傷和創(chuàng)傷。在這些情況下，益處似乎與劑量有關(guān)。

肌肉減少癥的特征在于伴隨衰老發(fā)生的骨骼肌質(zhì)量蛋白質(zhì)含量的減少和骨骼肌脂肪含量的增加。導(dǎo)致肌肉減少癥發(fā)生的原因之一是由于細(xì)胞衰老引起的L-亮氨酸肌肉保存效應(yīng)的代謝反應(yīng)降低。這種效應(yīng)可以部分地通過向含蛋白質(zhì)的食物中加入L-亮氨酸來抵消。

亮氨酸被認(rèn)為是乳制品蛋白質(zhì)在壽命上的健康益處的基礎(chǔ)，它們獨(dú)立地被證明可以促進(jìn)健康并降低老鼠過早死亡的風(fēng)險。從體外消耗富含乳制品的飲食的患者中提取的血清可以刺激SIRT1活性13%(脂肪)和43%(肌肉組織)，這表明其生物合理性。

在老年中，已發(fā)現(xiàn)亮氨酸可增加肌肉蛋白質(zhì)合成，而不依賴于高酸血癥。