早期研究表明，甜菜碱具有一定的抗脂肪效应，日粮中添加甜菜碱，会使生长鸡体内脂肪下降，蛋白质含量增加。甜菜碱能提供甲基给甲基氨基乙醇而生成胆碱，胆碱在酯类代谢中发挥重要作用，从而促进脂肪酸氧化和磷脂的生成，提高酯类的运转速度，甜菜碱通过促进体内磷脂的合成，一方面减低了肝脏中的脂肪酶的活性，另一方面，有促进肝脏中载脂蛋白的合成，其中极低密度脂蛋白是用来运载内源性甘油三酯的主要载体蛋白，促进肝中脂肪的迁徙，从而降低肝中甘油三酯的含量。

甜菜碱与蛋氨酸的代谢有密切的关系，一方面甜菜碱通过提供甲基降低蛋氨酸的供甲基消耗；另一方面，甜菜碱通过增加高半胱氨酸－S－甲基转移酶活性，促进了高半胱氨酸的转化，具有净增蛋氨酸的功效。

据研究，甜菜碱能使动物肝脏和肌肉中粗蛋白含量、RNA/DNA比率显着升高，而血清尿酸含量明显下降，这说明甜菜碱促进了体内蛋白质合成，降低了蛋白质的分解，使组织中蛋白质沉积增加，其机制可能是甜菜碱通过增强机体的甲基代谢，加速了RNA的加工和修饰过程。

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