抗氧化活性：甜菜碱具有抗氧化活性，能够激活抗氧化信号通路，调节相关酶水平、清除或抑制活性氧（ROS），以及调节机体渗透压。它可以通过降低Keap1的mRNA和蛋白质水平来激活Nrf2-Keap1-ARE通路，进而提高细胞内谷胱甘肽过氧化物酶（Gpx）、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的RNA水平。
肝脏保护：甜菜碱对肝脏病变有独特作用，尤其是改善以脂肪肝为主要特征的肝脏病变。它能够减少脂肪在肝脏的积累，增加游离脂肪酸的氧化，减少脂肪生成，并具有抗炎作用。
调节脂质代谢：甜菜碱参与脂肪的合成、分解以及脂质转运，从而调节脂质代谢。
神经保护：甜菜碱能够减弱由脂多糖（LPS）诱导的小鼠记忆障碍，并在神经功能中发挥重要作用，通过酶性和非酶性抗氧化系统和抗炎机制在I/R损伤中发挥神经保护作用。
渗透调节物质：甜菜碱是一种重要的渗透调节物质，能够在逆境情况下提高植物抗逆性，如抗盐碱、耐旱等。
在食品、畜牧、医药、日化领域的应用：甜菜碱可作为食品添加剂，用于制造人造肉等食品，也可作为饲料添加剂，提供甲基供体功能，促进脂肪代谢和蛋白质合成，提高瘦肉率。在日化领域，甜菜碱作为天然的氨基酸保湿剂，用于个人洗护产品中可以改善皮肤、头发的保湿力。
对人类和动物的潜在健康益处：甜菜碱在人类和动物体内具有多种潜在的健康益处，包括对运动表现和肌肉力量的改善，以及对肝脏功能的支持和保护。
代谢和生理作用：在哺乳动物中，甜菜碱发挥三个重要的代谢和生理作用：作为有机渗透剂，帮助在渗透压应激下维持正常细胞体积；提供保护防止蛋白质变性，被称为“化学分子伴侣”；除了甲基叶酸外，它是唯一提供甲基组以重新甲基化同型半胱氨酸的分子。
甜菜碱的这些作用和机制使其在多个领域中具有重要的应用价值，并且随着研究的深入，其潜在的健康益处和应用前景将更加明确。
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