E csoportba három esszenciális aminosav tartozik a leucin, a valin és az izoleucin.

Együttesen ezen aminosavak alkotják izom-szövetállományunk aminosav tartalmának 35 %-át. Részt vesznek a vércukorszint szabályozásában és energiaként képesek metabolizálódni az izomszövetben edzésterhelés alatt.

Kiegyensúlyozott diéta mellet is felhasználunk energiaként bizonyos aminosavakat a megterhelő edzések folyamán. A glikogénraktárak kimerülésével a szervezet azon tápanyagokhoz nyúl melyekből glukózt képes szintetizálni, ez elsődlegesen az alanin, az un. glukóz-alanin cikluson keresztül. A dolgozó izomból felszabaduló aminosavak mintegy fele alanin. A BCAA-k az alanin szintézis prekurzorai, a glukóz lebontása során keletkező piruvát, alaninná transzamilálódik, ami azt jelenti, hogy egy nitrogén atomot vesz fel. A nitrogén donor szerepét pedig az elágazó-láncú aminosavak játsszák. Az alanin aztán a májba kerülve újból felhasználható glukózzá alakul.

Ezen aminosavak segítenek tehát fenntartani az energia-termelsé folyamatát, lebontásuk útján keletkező szénláncuk nyomán. A kutatások azt mutatták, hogy míg a szervezet mindhárom elágazó-láncú aminosavat fel képes használni, elsődlegesen leucint használ el. A kutatások szerint a leucin két- háromszor nagyobb mennyiségben használódhat fel, mint a valin és az izoleucin. A tanulmányok szerint egy edzett egyén izomzata, még akkor is használ fel bizonyos mennyiségű leucint amikor pihen. A leucin segíti a vércukorszint szabályozását, a bőr, csont- és izomszövet reszintézisét. Az isoleucin hasonlóan segíti a vércukorszint szabályozását, részt vesz a hemoglobin szintézisben, támogatja a regenerálódást és a növekedési hormon kibocsátást.

Stimulálják a protein szintézist az mTOR aktivizálásán keresztül. Az mTOR egy protein szintézist szabályozó fehérje. Ha aktivizálódik, akkor a proteinszintézis beindul, ha inaktív akkor leáll. Az ATP magas szintje aktivizálja.
A leucin emellett fokozza leptin termelést. A leptin egy a zsírsejtek által termelt hormon mely az elsődleges anyagcsere, étvágy és testsúly szabályozásában. Magas testzsír-arány növeli, az alacsony testzsír százalék csökkenti kibocsátását. Ha diétázunk és testzsírt veszítünk termelése csökken, ami az étvágy növekedéssel és az anyagcsere-lassulással jár.

A BCAA-k specialitása, hogy nem bomlanak le jelentős mennyiségben a májban így a dolgozó izmokhoz kerülnek, melyek így képesek azokat metabolizálni. Érdekes jelenség, hogy míg egy étkezés aminosav-tartalmának hozzávetőlegesen 20 %-a lehet BCAA, addig a keringés útján az izomszövetbe kerülő aminosavaknak 50-90 %-át is kitehetik.

Kímélik az izom glikogén készleteit, csökkentik az izom összeomlásának veszélyét, a fáradtságérzet kialakulását, növelik a zsírmentes izomtömeget.

Optimális adagolás 5-10 gramm lehet 2-1-2 Leucin/Isoleucin/Valin arányban edzés előtt és után, lehetőség szerint krómium, cink, B6-, B12-vitamin és a biotin kíséretében.