Isoleucin ist eine essentielle Aminosäure, also ein Eiweißbaustein, den der Körper nicht selbst herstellen kann. Isoleucin kann zur Energiegewinnung im Muskel genutzt werden, beworben wird es vor allem für Ausdauersportler, es gilt als hilfreich bei anderen längeren Anstrengungen und in Hungerphasen, wann immer der Körper auf eigene Reserven zurückgreift. Es soll den Muskel aufbauen und ihm gleichzeitig Energie geben, außerdem die Abwehrkräfte unterstützen. Als Nahrungsergänzungsmittel werden oft mehrere essentielle Aminosäuren in einem Pulver kombiniert, dann wird mit dem optimalen Verhältnis der Eiweißbausteine zueinander geworben.
Die Einschätzungen des Tagesbedarfs für gesunde Erwachsene reichen von 7,5 bis 28 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht. Als Mittelwert werden 1,4 Gramm pro Tag empfohlen.
Ein gesundheitlicher Mehrwert durch mehr Isoleucin ist indessen wissenschaftlich nicht bewiesen. Eiweiß wie Isoleucin sollte nach Ansicht von Medizinern nicht in beliebiger Menge verzehrt werden, als oberer Grenzwert gelten zwei Gramm pro Kilogramm Körpergewicht und Tag, mehr schadet den Nieren.
Wenig Isoleucin verzehren sollten die Menschen, die an der sogenannten Ahornsirupkrankheit leiden. Sie können Isoleucin und zwei weitere Aminosäuren nicht ausreichend abbauen. Weil der Körper diese Eiweißbausteine aber trotzdem braucht, muss auf eine dem Bedarf möglichst exakt angepasste Zufuhr dieser drei geachtet werden. Diese Erkrankung ist selten und angeboren, sie besteht in einer Enzym-Störung, die Aminosäuren und ihre unvollständigen Abbauprodukte (2-Keto-3-Methylvaleriansäure) reichern sich im Körper an, eines davon riecht ähnlich wie Ahornsirup, daher der Name.
Natürlicherweise kommt dieser Eiweißbaustein in Fleisch und Wurst, Fisch und Meeresfrüchten vor. Vegetarier versorgen sich aus Milchprodukten, Eiern, Bohnen, Erbsen, Linsen, Mais sowie Cashewkernen oder Nüssen. Auch Vollkornprodukte, vor allem Weizen, Hafer, Hirse, Buchweizen und Dinkel, sind relativ reich an dieser Aminosäure. Sogar Schokolade, Cornflakes, Brot und Kekse können Isoleucin liefern.