I allmänna kemiska termer är en grenad aminosyra (BCAA) vilken aminosyra som helst som innehåller en grenad kolkedja bunden till sin alfa-kolatom. Alla aminosyror innehåller en väteatom, en karboxylgrupp och en aminogrupp, alla bundna till samma centrala kolatom, kallad alfa-kol. Alfa-kolet bär också en fjärde grupp, vanligen symboliserad som R-gruppen; i grenkedjiga aminosyror är denna R-grupp en kort, Y-formad kedja med tre eller fyra kol. Egenskaperna hos denna R-grupp bestämmer aminosyrans egenskaper och därmed dess biologiska betydelse.
Såsom tillämpat på biologi och nutrition avser termen grenade aminosyror (BCAA) de tre naturligt förekommande aminosyrorna som innehåller en liten, grenad kedja med tre eller fyra kolatomer: L-leucin, L-isoleucin och L -valin. Eftersom alla naturligt förekommande aminosyror är av L-sorten, tas prefixet ofta bort och de kallas vanligtvis bara för leucin, isoleucin och valin. Alla tre grenkedjiga aminosyror är essentiella aminosyror, vilket betyder att de inte kan tillverkas av kroppen utan måste erhållas genom mat. De är dock vanliga i de flesta proteinkällor, såsom kött, fisk, fågel och mejeriprodukter, och är därför sällan bristfälliga i den normala västerländska kosten.
Bortsett från deras näringsvärde i kosten, där de är avgörande för proteinsyntesen, är grenkedjiga aminosyror av visst intresse som näringsämnen eller livsmedel med farmaceutisk aktivitet, särskilt bland idrottare och kroppsbyggare. Leucin är känt för att vara viktigt inte bara som en komponent i protein, utan som en bidragande regulator av muskelsyntes. Intag av kompletterande BCAA har visat sig öka muskelproteinsyntesen efter ett träningspass och minska den kataboliska nedbrytningen av muskelvävnad efter träning. BCAA verkar alltså ha förmågan att stimulera en anabol, eller proteinbyggande, respons i muskler.
BCAA har också visat sig minska fördröjd muskelömhet, eller DOMS, den ömhet som uppträder flera dagar efter ansträngande träning. Studier har funnit att ett tillskott på 5 gram före träning bestående av isoleucin:leusine:valin i förhållandet 1:2.3:1.2 signifikant minskade DOMS efter intensiv träning bland personer som inte var vana vid träning. Den minskade ömheten tillåter påstås mer kraftfulla och intensiva träningspass.
Ytterligare studier tyder på att regelbunden användning av BCAA kan vara associerad med en ökning av mängden tillväxthormon i blodet, vilket kan bidra till att öka muskelmassan och den totala kroppsstorleken. BCAA verkar också sänka nivåerna av aminosyran tryptofan i blodet. Överskott av tryptofan är förknippat med sömnighet och trötthet, så det har föreslagits att denna tryptofansänkande effekt av BCAA kan möjliggöra längre och mer ansträngande träningspass.
Det bör dock noteras att det för närvarande inte finns några direkta bevis för att BCAA är till en otvetydig fördel, vare sig för att öka storleken och mängden muskelmassa eller för att förbättra atletisk prestation. Mer arbete krävs för att fastställa dessa fakta. Grenade aminosyror var också av intresse för några år sedan när en pilotstudie antydde att de kunde vara effektiva vid behandling av symtom på amyotrofisk lateralskleros eller Lou Gehrigs sjukdom. Uppföljningsstudier kunde dock inte bekräfta detta, och en antydde till och med att överskott av grenkedjiga aminosyror från kosten till och med kunde öka dödligheten hos sådana patienter.