甜菜碱是甘氨酸的甲基衍生物，它包含三个化学活性的甲基基团。这一属性使甜菜碱具备了其两大生物功能之一，即作为甲基提供者。甜菜碱的第二个作用是作为天然有机渗透调节物质，参与调节水的渗透，维持生物膜的水平衡。

甜菜碱可以用作抗脂肪肝剂。在一些研究中，在饲料中仅添加0.125%的甜菜碱，生长猪胴体脂肪沉积即可减少15%。最后，甜菜碱已被证明可以提高营养成分的消化率，这是因为它为肠道细菌提供了渗透保护，使胃肠道环境更为稳定。

在热应激的状态下，细胞的反应是聚集无机离子，如钠、钾、氯以及甜菜碱这样的有机渗透剂。在这种情况下，由于甜菜碱没有导致蛋白质失去稳定性的负面影响，因此是最有效的化合物。作为渗透调节物质，在机体缺水的状态下，甜菜碱可以保护肾脏免受高浓度电解质和尿素的危害，改善巨噬细胞的功能，调节肠道中的水分平衡，防止细胞过早死亡。

有报道称在饲料中添加甜菜碱可防止肠绒毛萎缩，增加蛋白水解酶的活性，从而能够促进断奶仔猪的肠道健康。类似的功能还体现在家禽患球虫病时，向家禽饲料中添加甜菜碱，有改善肠道健康的迹象。

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