La leucina y la isoleucina son dos aminoácidos distintos, sustancias que se encuentran naturalmente en los alimentos que los humanos comen y que son los componentes principales de las proteínas de la dieta. Ambos se consideran aminoácidos esenciales, lo que significa que el cuerpo no puede fabricar estos compuestos por sí solo y, por lo tanto, deben consumirse en los alimentos. Además, tanto la leucina como la isoleucina están fácilmente disponibles en muchos alimentos vegetales y animales ricos en proteínas, como nueces, almendras, soja, huevos, carne y leche, y también son populares en forma de suplemento. Es importante tener en cuenta que los dos tienen fórmulas químicas diferentes, se derivan de diferentes compuestos fuente, requieren la acción de diferentes enzimas para ser sintetizadas y tienen funciones ligeramente diferentes en el cuerpo.
La isoleucina solo es fabricada por plantas y algunos microorganismos, un proceso que implica la conversión del ácido pirúvico y el ácido alfa-cetoglutarico como intermediario. El ácido pirúvico es una sustancia hecha naturalmente como parte del metabolismo de carbohidratos y grasas, mientras que el ácido alfa-cetoglutarico es otro compuesto metabólico. Ambos facilitan la respiración aeróbica en las células. La leucina, aunque también es sintetizada por microorganismos y plantas e involucra el metabolismo del ácido pirúvico, requiere la participación de diferentes sustancias intermedias, a saber, el ácido alfa-cetoisovalerico.
La leucina y la isoleucina también difieren en las enzimas requeridas para facilitar su síntesis en las plantas. Para crear isoleucina a partir del ácido pirúvico, se necesitan cuatro enzimas o sustancias que aceleren las reacciones químicas: acetolactato sintasa, acetohidroxiácido isomeroreductasa, dihidroxiácido deshidratasa y valina aminotransferasa. Por el contrario, la síntesis de leucina requiere las tres primeras además de la alfa-isopropilmalato sintasa, la alfa-isopropilmalato isomerasa y la leucina aminotransferasa.
Los alimentos vegetales que sintetizan una gran cantidad de leucina incluyen soja, maní, germen de trigo y almendras. Los alimentos vegetales que son densos con isoleucina incluyen la soya y las algas. Los animales de granja tienden a consumir muchos alimentos vegetales que contienen aminoácidos, como el maíz, el trigo y la soja. Del mismo modo, los peces de cultivo son alimentados con algas. Por esta razón, una gran cantidad de leucina e isoleucina se transfieren a los alimentos animales que comen los humanos, incluidos los huevos, las aves de corral, la carne de res, el cordero y el pescado.
Estos dos aminoácidos también realizan funciones ligeramente diferentes en el cuerpo humano una vez consumidos. Junto con el aminoácido valina, la leucina y la isoleucina se conocen como aminoácidos de cadena ramificada (BCAA), lo que significa que tienen una cadena lateral extra basada en carbono en su estructura molecular. Los BCAA están asociados con el crecimiento y reparación de tejidos, haciéndolos populares como un suplemento entre los culturistas y otros levantadores de pesas. Además, ambos son almacenados por el cuerpo en el hígado, en los músculos y en la grasa corporal almacenada. Sin embargo, se ha demostrado que solo la leucina estimula la fabricación de proteínas en las células musculares, lo cual es necesario para la hipertrofia muscular o el crecimiento.