Η Λευκίνη (L-Leucine) είναι ένα απαραίτητο αμινοξύ και ανήκει στην ομάδα των αμινοξέων διακλαδισμένης αλύσου (BCAA), μαζί με την ισολευκίνη και τη βαλίνη. Ο ανθρώπινος οργανισμός δεν μπορεί να τη συνθέσει ενδογενώς, επομένως η πρόσληψή της είναι απαραίτητη μέσω της διατροφής ή συμπληρωμάτων. Η λευκίνη θεωρείται το ισχυρότερο αμινοξύ διέγερσης της μυϊκής πρωτεϊνοσύνθεσης, με κεντρικό ρόλο στη ρύθμιση της μυϊκής ανάπτυξης και αποκατάστασης. Σε βιοχημικό επίπεδο, η λευκίνη δρα κυρίως ως ρυθμιστικό θρεπτικό σήμα (nutrient signal) και όχι μόνο ως δομικό συστατικό. Ενεργοποιεί άμεσα την οδό mTOR (mammalian Target of Rapamycin), η οποία αποτελεί τον βασικό κυτταρικό μηχανισμό εκκίνησης της μυϊκής πρωτεϊνοσύνθεσης. Η ενεργοποίηση της mTOR οδηγεί σε αυξημένη σύνθεση μυϊκών πρωτεϊνών, υποστηρίζοντας τη μυϊκή αποκατάσταση και τη διατήρηση του μυϊκού ιστού μετά από μηχανικό ή μεταβολικό στρες. Παράλληλα, η λευκίνη εμφανίζει έντονη αντικαταβολική δράση, καθώς μειώνει τη μυϊκή πρωτεόλυση και συμβάλλει στη διατήρηση θετικού ισοζυγίου αζώτου. Σε καταστάσεις θερμιδικού ελλείμματος, νηστείας ή έντονης προπόνησης, η επαρκής διαθεσιμότητα λευκίνης βοηθά στην προστασία της άλιπης μυϊκής μάζας. Επιπλέον, η λευκίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενεργειακό υπόστρωμα από τον σκελετικό μυ, ενισχύοντας τη μεταβολική επάρκεια κατά τη διάρκεια παρατεταμένης άσκησης. Από εργοφυσιολογικής άποψης, η συμπληρωματική χορήγηση λευκίνης έχει συσχετιστεί με αυξημένη μυϊκή πρωτεϊνοσύνθεση, βελτιωμένη αποκατάσταση και ενίσχυση της μυϊκής δύναμης, ιδιαίτερα όταν συνδυάζεται με προπόνηση αντίστασης. Ωστόσο, για τη μέγιστη αποτελεσματικότητα της διαδικασίας σύνθεσης πρωτεΐνης απαιτείται η παρουσία όλων των απαραίτητων αμινοξέων, γεγονός που καθιστά τη λευκίνη πιο λειτουργική όταν λαμβάνεται στο πλαίσιο πλήρους πρωτεΐνης ή συμπληρώματος EAA.