亮氨酸是三种支链酸之一，并且有时被称为“主要”酸，因为BCAAs(肌肉构建)最受欢迎的益处主要是由于亮氨酸。亮氨酸是被称为mTOR的蛋白质的剂，其然后通过S6K诱导肌肉蛋白质合成;另外两种BCAAs也可能mTOR，但这样做比亮氨酸弱得多(因此，5g亮氨酸比5g混合BCAAs更有效)。亮氨酸代谢物HMB在诱导肌肉蛋白质合成方面也比亮氨酸弱，尽管在保持瘦体重分解方面更有效。

评估亮氨酸的研究主要考虑肌肉蛋白质的合成，当将额外的亮氨酸添加到饮食中或测试膳食中时，似乎亮氨酸能够在测试餐后可靠地增加肌肉蛋白质合成。尽管在一段时间内导致更多的瘦体重的可靠性稍差，但亮氨酸似乎能更有效地促进饮食蛋白质摄入量较低的人群和老年人(肌肉蛋白质合成受损的人)以回应饮食。

亮氨酸通过其代谢物KIC能够诱导胰腺分泌胰岛素，并且这种胰岛素释放被其他两种BCAAs和两种类似的分支酸(正缬氨酸和正亮氨酸)所。10mM的效力约为葡萄糖的73%。一般而言，亮氨酸在诱导胰岛素分泌方面与葡萄糖相加或协同作用(例如，亮氨酸和葡萄糖分别增加170%和240%，用组合则增加至450%)。尽管亮氨酸和育亨宾具有相当的效力，但由于具有重叠机制，它们不具有可加性。