Die verzweigtkettigen Aminosäuren Isoleuzin, Leuzin und Valin üben eine besondere Funktion im Proteinstoffwechsel aus. Hauptaufgabe der BCAA ist die Bildung von neuem Gewebe. Aminosäurepräparate ohne BCAA sind nachweislich weniger geeignet zur Förderung der Proteinsynthese in der Muskulatur.

Die BCAA machen etwa 35% der kontraktilen Proteine innerhalb der Muskulatur aus. Dadurch sind BCAA von zentraler Bedeutung für die Regeneration, wie auch für die Erhaltung von Muskelmasse. Zurecht werden die BCAA auch als antikatabole Aminosäuren bezeichnet; Sie werden beim Ausdauertraining vermehrt zur Oxidation hinzugezogen, eine ausreichende Zufuhr ist also unentbehrlich. Durch die Oxidation entsteht Harnstoff. Dieser kann den Organismus belasten, falls nicht genügend Flüssigkeit eingenommen wird. Zum Muskelschutz ist es also empfehlenswert, eine Portion BCAA einzunehmen, und sich während des Ausdauertrainings dann mit genügend Flüssigkeit zu versorgen

BCAA, insbeosndere Leuzin, stimulieren die Ausschüttung von Insulin. Zusammen mit den BCAA unterstützt Insulin die Aufnahme aller anderen Aminosäuren (ausser Tryptophan, mangels Carrier) in die Muskelzellen. Ein erhöhter Insulinwert unterstützt zudem sämtliche Regenerationsprozesse nach dem Training

Ein weiterer grosser Vorteil der BCAA liegt in der ammoniaksenkenden Wirkung. Ammoniak verlangsamt den Stoffwechsel bedeutend. Die Aminosäuren Arginin und Ornithin unterstützen den Ammoniakabbau in der Leber, die gleiche Funktion übernehmen die BCAA innerhalb der Muskulatur.

BCAA sollten im Bodybuilding vor und zu Beginn eines Trainings eingenommen werden. Der dadurch ausgelöste Anstieg des Insulinspiegels bewirkt antikatabole Effekte. Darüberhinaus werden im Falle einer Überbelastung die zugeführten BCAA anstelle der kontraktilen Elemente der Muskulatur oxidiert. Somit helfen BCAA, die Muskelmasse zu erhalten und fördern gleichzeitig den Proteinaufbau.