La leucina e l’isoleucina sono due amminoacidi distinti, sostanze presenti naturalmente negli alimenti che gli esseri umani mangiano e che sono i componenti principali delle proteine alimentari. Entrambi sono considerati amminoacidi essenziali, il che significa che il corpo non può produrre questi composti da solo e quindi devono essere consumati nel cibo. Inoltre, sia la leucina che l’isoleucina sono facilmente disponibili in molti alimenti vegetali e animali ricchi di proteine come noci, mandorle, semi di soia, uova, carne e latte e sono popolari anche sotto forma di integratore. È importante notare che i due hanno formule chimiche diverse, derivano da diversi composti di origine, richiedono l’azione di diversi enzimi per essere sintetizzati e hanno funzioni leggermente diverse nel corpo.
L’isoleucina è prodotta solo dalle piante e da alcuni microrganismi, un processo che prevede la conversione dell’acido piruvico e che prevede l’acido alfa-chetoglutarico come intermediario. L’acido piruvico è una sostanza prodotta naturalmente come parte del metabolismo di carboidrati e grassi, mentre l’acido alfa-chetoglutarico è un altro composto metabolico. Entrambi facilitano la respirazione aerobica nelle cellule. La leucina, pur essendo sintetizzata anche da microrganismi e piante e coinvolgendo il metabolismo dell’acido piruvico, richiede il coinvolgimento di diverse sostanze intermedie, ovvero l’acido alfa-chetoisovalerico.
La leucina e l’isoleucina differiscono anche negli enzimi necessari per facilitare la loro sintesi nelle piante. Per creare isoleucina dall’acido piruvico, sono necessari quattro enzimi o sostanze che avviano reazioni chimiche: acetolattato sintasi, acetoidrossiacido isomeroreduttasi, diidrossiacido deidratasi e valina aminotransferasi. Al contrario, la sintesi della leucina richiede i primi tre in aggiunta all’alfa-isopropilmalato sintasi, all’alfa-isopropilmalato isomerasi e alla leucina aminotransferasi.
Gli alimenti vegetali che sintetizzano una grande quantità di leucina includono soia, arachidi, germe di grano e mandorle. Gli alimenti vegetali che sono densi di isoleucina includono soia e alghe. Gli animali allevati per il cibo tendono a consumare molti alimenti vegetali contenenti aminoacidi, tra cui mais, grano e soia. Allo stesso modo, i pesci d’allevamento vengono nutriti con alghe. Per questo motivo, molta leucina e isoleucina vengono trasferite agli alimenti animali mangiati dall’uomo, tra cui uova, pollame, manzo, agnello e pesce.
Questi due amminoacidi svolgono anche funzioni leggermente diverse nel corpo umano una volta consumati. Insieme all’aminoacido valina, leucina e isoleucina sono conosciute come aminoacidi a catena ramificata (BCAA), il che significa che hanno una catena laterale extra a base di carbonio nella loro struttura molecolare. I BCAA sono associati alla crescita e alla riparazione dei tessuti, il che li rende popolari come integratori tra culturisti e altri sollevatori di pesi. Inoltre, entrambi sono immagazzinati dal corpo nel fegato, nei muscoli e nel grasso corporeo immagazzinato. Solo la leucina, tuttavia, ha dimostrato di incoraggiare la produzione di proteine nelle cellule muscolari, necessarie per l’ipertrofia muscolare, o crescita.