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。

甜菜碱对渗透压的激变具有缓冲作用。当外界渗透压发生激变时，甜菜碱能被细胞吸收以维持正常的渗透压平衡，同时防止细胞中水分的流失和盐类的侵入。仔猪腹泻或家禽感染球虫病常会导致动物脱水和肠道离子及渗透压的失调。

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