Le corps humain renferme des milliers de protéines différentes, qui jouent le rôle de « machines » dans une multitude de fonctions physiologiques, allant de la contraction musculaire (actine, myosine) au transport des nutriments dans le sang (hémoglobine) ou au travers des membranes, en passant par la catalyse des réactions chimiques (enzymes), l'immunité (immunoglobulines), et la fonction endocrinienne, puisque plusieurs hormones, leurs transporteurs et récepteurs, sont des protéines. Ces rôles multiples font que la perte de masse protéique a des effets dévastateurs : au cours de la dénutrition, la préservation de la masse protéique conditionne la survie. Le muscle est la principale réserve protéique du corps humain. L'ensemble de ces protéines (10 kg chez un homme adulte) subit un remodelage incessant (300 grammes par jour chez un adulte jeune), et régulé avant tout par l'insuline et les nutriments : au niveau du corps entier, l'insuline freine la protéolyse, et les acides aminés stimulent la synthèse protéique. Le cortisol joue un rôle clé dans l'hypercatabolisme protéique qui fait partie de la réponse aux situations d'agression. Les acides aminés ne sont pas seulement des matériaux destinés à construire des protéines, mais sont, pour plusieurs d'entre eux, des régulateurs métaboliques ou « pharmaconutriments ».