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假如有一种物质，能够在不跑步、不健身的情况下，复制运动带来的抗炎、抗衰老效果，甚至能让老年人的身体状态“返老还童”——这听起来像是科幻小说里的情节。但2025年6月，中国科学院刘光慧团队在《细胞》杂志上发表的一项历时六年的研究，让这一想象离现实近了一大步。他们发现的关键“信使分子”，并不是某种昂贵的合成药物，而是一种天然存在于甜菜、菠菜、藜麦等日常食物中的化合物——甜菜碱。该研究首次揭示了肾脏是运动效应的关键应答器官，其内源代谢物甜菜碱通过靶向抑制天然免疫激酶TBK1，协同阻遏炎症并缓解多器官衰老进程。
甜菜碱并非什么新近才被发现的“新奇分子”。早在19世纪，人们从甜菜制糖的废蜜中分离出了这种物质，并因此得名-。一百多年后的今天，它正以全新的姿态走入大众视野，成为营养学、医学和运动科学领域共同关注的“明星分子”。
甜菜碱（Betaine）的学名为三甲基甘氨酸，化学式为C?H??NO?，分子量为117.15。它是一种白色鳞状或棱状结晶粉末，带有甜味，极易溶于水，具有较强的吸湿性。其分子结构上携带着三个可利用的活性甲基，正是这三个甲基，赋予了甜菜碱一系列独特的生物学功能。
甜菜碱广泛存在于动植物体内。在食物中，藜麦、黑麦、甜菜、菠菜的含量相对较高（约120–630 mg/100g），小麦、大麦、燕麦以及各类海产品如鱼虾也是重要来源（约30–85 mg/100g）。膳食中的胆碱可以在人体内不可逆地代谢为甜菜碱，因此富含胆碱的食物，如鸡蛋和肝脏等，也被视为甜菜碱的间接来源。此外，人体自身——尤其是肾脏——在长期运动的刺激下也会主动合成并分泌甜菜碱。
甜菜碱之所以备受关注，源于它在人体中扮演的三重关键角色。
甜菜碱最经典的功能是作为高效的甲基供体。在人体代谢中，同型半胱氨酸（Hcy）是一种危险的中间产物。当其水平升高（超过15 μmol/L），会像“血管锈迹”一样腐蚀动脉内皮，加速斑块形成，诱发炎症和氧化应激。甜菜碱在肝脏中经甜菜碱-同型半胱氨酸甲基转移酶的催化，将其一个甲基“捐赠”给同型半胱氨酸，将其还原为蛋氨酸，从而有效降低血液中同型半胱氨酸的水平。
2023版《中国居民膳食营养素参考摄入量》首次将甜菜碱纳入膳食推荐名单，并明确其每日特定建议值为1.5克，摄入量上限不超过4克。与此同时，国内已有多项针对无水甜菜碱散剂治疗高同型半胱氨酸血症的Ⅲ期临床试验正在推进，适应症包括胱硫醚β合酶缺乏、MTHFR缺乏以及钴胺素辅助因子代谢缺陷等多种遗传性代谢疾病。
甜菜碱的第二个核心功能是调节细胞渗透压。当人体在高强度运动中大量出汗、身体脱水时，甜菜碱能够帮助细胞维持水分平衡，防止肌肉细胞因失水而收缩、失去活性。它如同肌肉细胞的“抗压缓冲垫”，在高强度训练下帮助细胞维持稳定状态。这种渗透保护作用不仅对运动表现至关重要，在肾脏保护、细胞抗氧化等方面也发挥着重要作用。
这是甜菜碱近年来最受瞩目的身份。刘光慧团队通过招募健康男性志愿者进行自身对照试验，结合多组学分析手段，系统解析了单次急性运动与长期规律运动的生理适应机制。研究首次发现，肾脏产生的内源代谢物甜菜碱，能够直接抑制促炎激酶TBK1的活性，在分子层面精准模拟运动的抗炎、抗衰老效果，堪称天然“运动模拟分子”。
在动物实验中，研究人员将甜菜碱补充给老年小鼠12周后，观察到惊人的效果：小鼠的握力增强、平衡能力提升、耐力更长；皮肤、肝脏、肌肉与肾脏等组织的衰老标志显著减少；慢性炎症被有效抑制，甚至认知功能也有所增强。甜菜碱通过抑制TBK1活化及下游促炎因子表达，降低了炎症级联反应，同时增强基因组稳定性，降低DNA损伤标志，实现了从分子到器官的系统性“运动仿生”-。
基于该项研究，甜菜碱被确立为首个机制明确的内源性“运动模拟物”，为无法耐受长期高强度运动的老年群体提供了一种潜在的抗衰替代策略。
心脑血管疾病已成为威胁国民健康的主要“杀手”之一。甜菜碱通过降低同型半胱氨酸水平，有效减少这一独立风险因素对血管的损害。研究还表明，甜菜碱可通过降低氧化应激、抑制炎症和降低血压来有效预防心血管损伤。一项研究系统分析了其通过降血脂、降血糖、抗炎和抗氧化等多重机制改善心血管健康的科学路径。
代谢相关脂肪性肝病（MASLD）已成为全球最常见的慢性肝病，影响超过30%的成年人口。甜菜碱在这一领域展现出显著的潜力。临床研究显示，20g/天甜菜碱治疗12个月可降低非酒精性脂肪性肝炎（NASH）患者的ALT及肝脂肪变、炎症和纤维化；动物实验也证实其可改善肥胖相关脂肪肝及胰岛素抵抗。一项最新的初步试验进一步发现，连续12至24周每天口服8克、4克或2克甜菜碱，能够显著降低代谢相关脂肪性肝病伴ALT升高患者的肝损伤血清学标志物。
其保肝机制包括提高SAM/SAH比例、降低内质网应激、调节脂质代谢等。此外，甜菜碱还能通过降低血糖浓度和胰岛素抵抗，发挥对糖尿病的防治作用。
对于追求运动表现的人群而言，甜菜碱的优势体现在三方面：耐力续航力——显著提升运动中的耐力，延迟疲劳感的出现；爆发力突破——改善合成代谢内分泌状况，提升肌肉力量输出；恢复速度加快——防止促炎细胞因子增加，加速肌肉修复。因此，甜菜碱也被一些运动营养研究者称为天然的运动“加速器”。
凭借其多元化的健康功效，甜菜碱已被广泛应用于多个领域。在食品加工中，它被用作功能性食品原料，可添加于饼干等食品中改善品质。在化妆品领域，甜菜碱主要作为保湿剂和修护成分，能减少皮肤水分蒸发、加强皮肤屏障、降低表面活性剂的刺激作用。在动物饲料中，甜菜碱可提高幼鱼虾的成活率、促进生长，还能改善牲畜的消化和生产性能-。此外，甜菜碱还被应用于果蔬贮藏中减轻冷害，以及制药工业中作为治疗高同型半胱氨酸血症的药物成分。
市场数据显示，2025年全球甜菜碱市场价值约为20.7亿美元，预计到2035年将增长至33.7亿美元，年复合增长率约为5%。其中，动物饲料领域占总需求的近42%，食品饮料领域占25%，化妆品领域占17%，药品领域占11%。
甜菜碱的安全性已得到广泛验证。欧盟食品安全局在评估无水甜菜碱和盐酸甜菜碱作为饲料添加剂的授权更新时，得出结论认为其在授权使用条件下对目标物种、消费者和环境都是安全的-。对于人类而言，适当补充（如每天6 mg/kg体重）被认为安全无遗传毒性，远优于多数合成药物。我国药监局公布的《已使用化妆品原料名录》中，甜菜碱在驻留类产品的最高历史使用浓度可达20%，在现有使用方法和浓度下对皮肤是安全的。
不过，使用甜菜碱仍需注意以下几点：高剂量可能引起恶心、腹泻等胃肠道反应，尤其是盐酸盐制剂；肾功能不全患者需慎用，因代谢产物需经肾脏排泄；胃溃疡或胃酸过多者应禁用盐酸盐制剂。在使用甜菜碱补充剂之前，最好咨询医生或营养专家-。
从19世纪甜菜废蜜中被人认识，到2025年登上《细胞》杂志成为首个机制明确的“运动模拟物”，甜菜碱走过了一条漫长而精彩的科学之路。它既不是包治百病的神药，也不是能够完全替代运动的“懒人丸”——正如研究人员所谨慎指出的那样，甜菜碱尚无法完全替代长期规律运动产生的多维健康效应。但它提供了一种重要的补充策略，尤其为那些无法耐受高强度运动的老年群体和行动不便者，打开了主动健康管理的新窗口。
更重要的是，甜菜碱的发现开创了“内源性代谢物介导运动效益”的研发新范式，将复杂的生理效应转化为可量化、可操作的化学语言，为基于代谢重编程的衰老干预开辟了新路径。未来，随着对甜菜碱作用机制的深入研究和临床应用的不断拓展，这一天然小分子或将在健康老龄化、代谢性疾病防治和运动营养领域发挥越来越重要的作用。
在日常生活中，通过增加全麦、藜麦、甜菜根、菠菜和海鲜等富含甜菜碱的食物摄入，不失为一种简单而有效的健康管理方式。若能合理搭配饮食与适量运动，便能让这枚“运动钥匙”在身体中充分发挥其保护潜能。
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