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左旋肉堿 (L-carnitine)，又稱L-肉堿或音譯卡尼丁，是一種促使脂肪轉化為能量的類氨基酸，紅色肉類是左旋肉堿的主要來源。不同類型的日常飲食已經含有5-100毫克的左旋肉堿，但一般人每天只能從膳食中攝入50毫克，素食者攝入更少。左旋肉堿的主要生理功能是促進 脂肪轉化成能量測試結構，服用左旋肉堿能夠在減少身體脂肪、降低體重的同時，不減少水分和肌肉。
左旋肉堿的研究始于20世紀初期。1905年，俄國人Gulewitsch和Krimberg從肉類提取物中發現了L－肉堿，自此以后，各國科學家進行了深入的研究。
早期的研究發現，L－肉堿是一種類維生素營養素，并將其命名為維生素Bt。而事實上，堿的化學結構類似于膽堿，與氨基酸相近；另外，由于一些動物可由自身合成來滿足肉堿的需要，因此認為肉堿不是維生素，但習慣上仍將其稱為維生素BT。
美國科學院的食品與營養委員會廣泛審查了有關左旋肉堿的研究，在1989年做出結論“左旋肉堿不是一種必須的營養成分”，也就不需要“推薦攝入量”。1985年在芝加哥召開的國際營養學術會議上，將左旋肉堿指定為“多功能營養品”。
左旋肉堿已應用于醫藥、保健和食品等領域，并已被瑞士、法國、美國和世界衛生組織規定為法定的多用途營養劑。我國食品添加劑衛生標準GB2760－1996規定了左旋肉堿酒石酸鹽為食品營養強化劑，可應用于咀嚼片、飲液、膠囊、乳粉及乳飲料等。并可作為減肥營養食品的主要成分之一。
膳食中L－肉堿主要來源于動物，而植物中的含量很少。
動物來源：豐富來源的有瘦肉、肝、心、酵母、羊肉、雞肉、兔肉、牛奶和乳清等；
植物來源：鱷梨、奇異果、提子、木瓜、檸檬、蘆薈、荷葉、普洱茶酪蛋白和麥芽等少量臺灣高山水果中；
禁食、素食、劇烈運動、肥胖、不孕、男性不育、皮膚松弛，脫發，吃未強化肉堿的配方食品的嬰兒等人群容易缺乏肉堿。膳食中賴氨酸、維生素及鐵含量低也導致肉堿的缺乏。許多病人如心臟病、高血脂癥、腎病、肝硬化、營養不良、甲狀腺功能低下以及某些肌肉和神經性疾病等，其肉堿水平普遍低下。左旋肉堿的補充主要依靠外源性補充，而且補充肉堿的重要性不亞于補充維生素和礦物元素。
左旋肉堿是脂肪代謝過程中的一種關鍵的物質，能夠促進脂肪酸進入線粒體氧化分解。可以說肉堿是轉運脂肪酸的載體。在長時間大強度運動中，肉堿提高了脂肪的氧化速率，減少了糖原的消耗，同時也延緩了疲勞。
所以要明確認識到左旋肉堿不是減肥藥，它的主要作用是運輸脂肪到線粒體中燃燒，是一種運載酶。要想用左旋肉堿減肥，必須配合適當的運動，控制飲食。
1：左旋肉堿在服用后1——6小時內發揮作用，在這個時間段加大運動量效果最好。
2：安全的服用范圍是4G/天，服用時不要同時服用大量氨基酸，否則會影響左旋吸收。
3：睡前不要服用左旋肉堿，否則會因興奮影響到睡眠。
4：在購買肉堿產品時要選購純度較高的左旋肉堿。
5：服用過量的左旋肉堿部分人會導致輕度腹瀉。在一般左旋肉堿減肥產品中，初次服用后，有部分的人會出現輕微頭暈旋以及口渴。
左旋肉堿由于能夠促進脂肪酸穿過線粒體膜進行氧化供能，因此在運動時可以促進身體內脂肪的燃燒來提供能量，同時左旋肉堿還可以促進支鏈氨基酸的氧化利用，可以改變線粒體內呼吸酶的活性，從而可以提高機體有氧氧化供能的能力。
補充左旋肉堿可以促進細胞內丙酮酸脫氫酶的活性，從而促進葡萄糖的氧化利用，有利于延緩運動時的疲勞發生。運動時乳酸產生過多會增加血液和組織液的酸性，降低ATP的生成，導致疲勞發生，補充左旋肉堿可以清除過多乳酸，提高運動能力，促進運動性疲勞的恢復。氨是蛋白質降解的產物，也是運動性疲勞的識別標志，即使較低的氨含量也會有較大的毒性。研究發現左旋肉堿有抗氨毒性的保護作用，能夠促進尿素循環，使氨降解為尿素，從而解除氨的毒性。
能量是最大的抗衰老力量，細胞有足夠的能量就會充滿活力。在人體衰老過程中細胞能量的減弱是其加速衰老的原因之一，適當補充左旋肉堿可以延緩衰老的過程。另外，足夠的能量對于細胞起著一個保護的作用，機體衰老時細胞能量供應不足，補充左旋肉堿不但能夠提供足夠的能量，而且能保持免疫系統的強壯，從而避免一些疾病的侵襲。
左旋肉堿屬條件性嬰兒必需營養物質，在嬰兒利用脂肪作為能量來源的代謝中起著重要作用。
心臟是人體最“勤奮”的器官，需要不停地泵出血液才能維持人的生命。不斷運動的心臟細胞其能量來源至少有三分之二是來自脂肪的氧化，而左旋肉堿是脂肪氧化不可或缺的關鍵物質，如果缺乏左旋肉堿，首先影響的就是心臟。
肝臟是脂類和脂肪的重要代謝器官，除食用過多脂肪可導致脂肪肝外，當體內缺乏左旋肉堿或甲基供應不足時，會引起長鏈脂肪酸氧化發生障礙，也會導致脂肪在肝中過量存積而發生脂肪肝。
增加或補給左旋肉堿的攝入量，可調節脂肪代謝，促進脂肪的氧化，從根本上消除體內或臟器內多余的或存積的脂肪。瑞士、美國及日本等國家都用左旋肉堿來防止脂肪肝的發生，也可以通過添加左旋肉堿來消除肝臟中存積過多的脂肪而獲得康復。
失血性休克發生機制除了應激狀態下由于內分泌紊亂引起的血管舒縮功能失調外，還與缺血缺氧引起體內自由基含量增高、細胞損傷有密切關系。左旋肉堿對失血性休克有多種藥理作用。