研究表明，甜菜碱对人类各种疾病都有益处，如肥胖症、糖尿病、癌症和阿尔茨海默病。 

研究表明对大量普通人群进行了分析，甜菜碱的摄入量越高，身体成分越好。类似地，其他研究表明血浆甜菜碱浓度与人类非酒精性脂肪肝呈负相关，但是甜菜碱补充的结果有待讨论。因此，为了获得可靠的结果，需要更多的研究关注这一领域。

多动物研究表明甜菜碱与糖尿病密切相关。糖尿病导致血糖升高是由于糖代谢受损。血浆甜菜碱浓度是诊断人类糖尿病的不良预测因子， 血浆甜菜碱浓度可能与糖尿病并发症有关，如微血管病变。研究表明，异常尿甜菜碱排泄与糖尿病密切相关，但其诊断价值低于其他物质，如胆碱和二甲基甘氨酸。

许多研究发现，甜菜碱的摄入与癌症有关， 如乳腺癌、肺癌、肝癌、结肠直肠癌和鼻咽癌。在这些研究中，较高的甜菜碱摄入量会降低患癌症的风险。此外，研究表明，食用胆碱和甜菜碱 (100mg/ 天 ) 可以降低 11% 的癌症发病率。甜菜碱干预可以恢复高同型半胱氨酸引起的阿尔茨海默病，并减弱阿尔茨海默病患者的炎症反应。这一发现进一步扩展了甜菜碱在人类疾病中的应用范围。

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