三种支链氨基酸（BCAAs）分别是缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸。它们包含在人体合成蛋白质和九种必需氨基酸所需的20种氨基酸中。它们被认为是支链的，是因为它们有一个由一个碳原子和三个氢原子组成的“支链”侧链。必须通过饮食或补充剂来摄入这些氨基酸。
支链氨基酸是仅有的绕过肝脏直接进入血液的氨基酸。这意味着摄入它们可能会直接影响它们在肌肉组织中的浓度。人们提出并研究了在运动前、运动期间或运动后食用支链氨基酸的几个益处，包括可能减少疲劳">减少疲劳">减少疲劳、促进肌肉生长、促进恢复">促进恢复">促进恢复和提高精神注意力。以下是对其的研究：
支链氨基酸可能有助于运动过程中的能量代谢。特别是亮氨酸，在研究中已被证实它可能会促进肌肉蛋白的合成。由于它们可能会影响生长荷尔蒙并提供蛋白质合成所需的氨基酸，因此支链氨基酸可能具有合成代谢的作用。
重要的是要记住，所有九种必需氨基酸都是合成肌肉蛋白所必需的。如果肌肉蛋白合成需要所有的这些必需氨基酸，那么仅摄入九种必需氨基酸中的三种可能不足以刺激肌肉蛋白的生长。将支链氨基酸补充剂与完整的蛋白质（如乳清蛋白补充剂）一起服用可能提高运动合成代谢反应的可能性。
在运动过程中，支链氨基酸可能增强抗疲劳能力，增加脂肪氧化。支链氨基酸可能有助于降低乳酸水平，并改善肌肉氧化。一项针对足球运动员补充支链氨基酸的研究表明，支链氨基酸组的反应时间略好于安慰剂组，这表明在需要快速反应时间的类型的运动之前补充支链氨基酸可能会有益处。
一项关于在越野自行车比赛中服用支链氨基酸补充剂的研究可能证实了支链氨基酸减少疲劳的功效。在运动前服用并在运动中每15分钟服用一次支链氨基酸补充剂的男性骑手的主观体力感觉可能略有下降。
为11名接受阻力训练的男性提供20克支链氨基酸或安慰剂，与对照组相比，支链氨基酸组可能在运动期间能更好地保持力量。
关于支链氨基酸是否有助于运动后恢复，研究结论不一。在一项研究中，未受过训练的女性在做7组20次深蹲动作并补充支链氨基酸时，肌肉损伤可能有所减轻。另一项研究表明，与对照组相比，服用支链氨基酸的训练受试者的肌肉损伤可能明显减少。补充支链氨基酸组的肌肉酸痛程度也可能较低。其他研究显示，服用支链氨基酸的受试者和服用安慰剂的受试者在康复的各个方面可能没有显著的差异。
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