左旋肉碱的补充有助于促进细胞内丙酮酸脱氢酶的活性，进而促进葡萄糖的氧化利用，从而有助于延缓运动时的疲劳发生。运动时产生过多的乳酸会增加血液和组织液的酸性，降低atp的生成，导致疲劳。而补充左旋肉碱可以清除过多的乳酸，提高运动能力，促进运动后疲劳的恢复。氨是蛋白质降解的产物，也是运动后疲劳的标志，即使是较低的氨含量也会有较大的毒性。研究表明，左旋肉碱具有抗氨毒性的保护作用，可以促进尿素循环，将氨降解为尿素，从而减轻氨的毒性。
适当补充左旋肉碱对慢性疲劳综合症也有明显效果。左旋肉碱参与多个代谢环节，提高人体免疫力、保护细胞膜稳定性，增强运动耐力、抗疲劳能力。积极纠正左旋肉碱缺乏可促进慢性疲劳综合症患者各种代谢紊乱的恢复，增强机体能量合成，提高最大运动耐力水平，发挥抗疲劳作用。对亚健康的防治也有一定作用。
左旋肉碱（l-carnitine），又称l-肉碱或音译卡尼丁，是一种促使脂肪转化为能量的类氨基酸，红色肉类是左旋肉碱的主要来源，对人体无毒副作用。不同类型的日常饮食中已含有5-100毫克左旋肉碱，但一般人每天只能从膳食中摄入50毫克，素食者摄入更少。左旋肉碱的主要生理功能是促进脂肪转化为能量，服用左旋肉碱可在减少身体脂肪、降低体重的同时，不减少水分和肌肉，被国际肥胖健康组织认定为最安全无副作用的减肥营养补充品。
左旋肉碱的研究起源于20世纪初。1905年，俄国科学家从肉类提取物中发现了l－肉碱，此后，各国科学家进行了深入研究。
早期研究发现，l－肉碱是一种类维生素营养素，并将其命名为维生素bt。然而，事实上，肉碱的化学结构类似于胆碱，与氨基酸相近；另外，由于一些动物可以自身合成满足肉碱需求，因此认为肉碱并非维生素，但习惯上仍将其称为维生素bt。
美国科学院的食品与营养委员会广泛审查了左旋肉碱的研究，在1989年得出结论“左旋肉碱不是必需营养成分”，因此无需“推荐摄入量”。1985年在芝加哥举行的国际营养学术会议上，将左旋肉碱指定为“多功能营养品”。
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