甜菜碱与胆碱一样，也能促进脂肪代谢，抑制脂肪肝。在水产养殖上，甜菜碱已作为诱食剂得到广泛应用。同时，甜菜碱是直接有效的甲基供体，它的3个甲基中有一个能直接参与甲基转移，而另外2个被氧化，间接参与甲基化反应。

蛋氨酸在动物体内的合成需要胆碱提供甲基。而胆碱必须先在线粒体内氧化成甜菜碱，由甜菜碱提供甲基。因而胆碱是甜菜碱的前体，此过程不可逆。甜菜碱可将甲基转移给高半胱氨酸合成蛋氨酸。而高半胱氨酸只能由蛋氨酸在体内代谢产生，天然蛋白质中几乎不含这种氨基酸，所以甜菜碱不能代替蛋氨酸合成蛋白质。但是如果胆碱或甜菜碱供应不足，上述转甲基循环受到抑制，一方面，将影响动物体内自身蛋氨酸的合成，另一方面，由于甲基缺乏，日粮中不能再生的蛋氨酸则会用来提供甲基参与甲基化反应，以满足动物各种生理需要。这样将会影响到蛋白质的合成速度，影响动物的生长。

甜菜碱作为甲基供体，比胆碱作为甲基供体效率更高。已有放射性同位素研究证明，甜菜碱作为甲基供体效率高于胆碱12-15倍，因此作为甲基供体，甜菜碱完全可以替代胆碱。然而，胆碱重要生理功能还有磷脂、脂肪运输等，而甜菜碱无法转化成胆碱，因此，甜菜碱无法完全替代胆碱的功能。已有研究表明，机体对胆碱需要的75%必须由胆碱自身提供，其余25%可由甜菜碱代替。

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