L-肉堿廣泛存在于自然界，肌肉組織中肉堿含量高。動物實驗發現，腎上腺的L-肉堿濃度最高，其次是心臟、骨骼、肌肉、脂肪組織和肝臟。游離的L-肉堿通過尿排出 [53] 。人體所需肉堿是通過膳食攝入和/或內源合成。人體的肝臟和腎臟以賴氨酸和蛋氨酸為原料可合成肉堿，同時需要VC、煙酸、VB6和鐵協助。VC對肉堿的生物合成是必需的，在所有營養輔助因子中，VC對肉堿生物合成速度的影響最大。有實驗證明，維生素缺乏豚鼠腎臟的肉堿生物合成速度降低8~10倍，心臟和骨骼肌對此尤其敏感。缺乏VC的動物上述組織中肉堿的濃度降低了50%。在需要VC的反應中同樣需要鐵，鐵缺乏孕鼠的幼鼠肝和心臟組織中肉堿濃度明顯降低 [54] 。