Ogólnie rzecz biorąc, aminokwas o rozgałęzionym łańcuchu (BCAA) to dowolny aminokwas, który zawiera rozgałęziony łańcuch węglowy dołączony do jego atomu węgla alfa. Wszystkie aminokwasy zawierają atom wodoru, grupę karboksylową i grupę aminową, wszystkie przyłączone do tego samego centralnego atomu węgla, zwanego węglem alfa. Węgiel alfa ma również czwartą grupę, powszechnie symbolizowaną jako grupa R; w aminokwasach rozgałęzionych ta grupa R jest krótkim, trzy- lub czterowęglowym łańcuchem w kształcie litery Y. Właściwości tej grupy R determinują właściwości aminokwasu, a tym samym jego znaczenie biologiczne.
W odniesieniu do biologii i żywienia termin aminokwasy rozgałęzione (BCAA) odnosi się do trzech naturalnie występujących aminokwasów, które zawierają mały, rozgałęziony, trzy- lub czterowęglowy łańcuch: L-leucyna, L-izoleucyna i L -walina. Ponieważ wszystkie naturalnie występujące aminokwasy należą do odmiany L, przedrostek jest często pomijany i są one powszechnie określane po prostu jako leucyna, izoleucyna i walina. Wszystkie trzy aminokwasy rozgałęzione są aminokwasami niezbędnymi, co oznacza, że organizm nie może ich wytwarzać, ale musi być pozyskiwany z pożywienia. Są one jednak powszechne w większości źródeł białka, takich jak mięso, ryby, drób i nabiał, dlatego rzadko występują w normalnej zachodniej diecie.
Oprócz wartości odżywczych w diecie, gdzie są niezbędne do syntezy białek, aminokwasy rozgałęzione są przedmiotem zainteresowania jako nutraceutyki lub żywność o działaniu farmaceutycznym, zwłaszcza wśród sportowców i kulturystów. Wiadomo, że leucyna jest ważna nie tylko jako składnik białka, ale także jako regulator syntezy mięśni. Wykazano, że przyjmowanie dodatkowych BCAA zwiększa syntezę białek mięśniowych po treningu i zmniejsza kataboliczny rozpad tkanki mięśniowej po wysiłku. Wydaje się zatem, że BCAA mają zdolność stymulowania anabolicznej lub budującej białka odpowiedzi w mięśniach.
Stwierdzono również, że BCAA zmniejszają opóźnioną bolesność mięśni lub DOMS, tkliwość, która pojawia się kilka dni po intensywnym treningu. Badania wykazały, że 5 gramowy suplement przedtreningowy złożony z izoleucyny:leuzyny:waliny w stosunku 1:2.3:1.2 znacząco zmniejsza DOMS po intensywnym wysiłku fizycznym wśród osób nieprzyzwyczajonych do ćwiczeń. Zmniejszona bolesność rzekomo pozwala na bardziej energiczne i intensywne treningi.
Dodatkowe badania sugerują, że regularne stosowanie BCAA może wiązać się ze wzrostem ilości hormonu wzrostu we krwi, co może w ten sposób pomóc w zwiększeniu masy mięśniowej i ogólnej wielkości ciała. Wydaje się również, że BCAA obniżają poziom aminokwasu tryptofanu we krwi. Nadmiar tryptofanu wiąże się z sennością i zmęczeniem, więc sugerowano, że ten obniżający tryptofan efekt BCAA może umożliwić dłuższe i bardziej forsowne treningi.
Należy jednak zauważyć, że obecnie nie ma bezpośrednich dowodów na to, że BCAA przynoszą jednoznaczne korzyści zarówno w zwiększaniu wielkości i ilości masy mięśniowej, jak i poprawianiu wyników sportowych. Potrzeba więcej pracy, aby ustalić te fakty. Aminokwasy rozgałęzione były również przedmiotem zainteresowania kilka lat temu, kiedy badanie pilotażowe sugerowało, że mogą być skuteczne w leczeniu objawów stwardnienia zanikowego bocznego lub choroby Lou Gehriga. Jednak dalsze badania nie potwierdziły tego, a nawet sugerowano, że nadmiar aminokwasów rozgałęzionych w diecie może nawet zwiększyć śmiertelność u takich pacjentów.