賴氨酸可以調節人體代謝平衡，賴氨酸為合成肉堿提供結構組分，而肉堿會促使細胞中脂肪酸的合成。向食物中添加少量的賴氨酸，可以刺激胃蛋白酶與胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增進食欲促進幼兒生長與發育的作用。賴氨酸還能提高鈣的吸收及其在體內的積累，加速骨骼生長。
如缺乏賴氨酸，會造成胃液分泌不足而出現厭食、營養性貧血，致使中樞神經受阻、發育不良。賴氨酸在醫藥上還可作為利尿劑的輔助藥物，治療因血中氯化物減少而引起的鉛中毒現象，還可與酸性藥物（如水楊酸等）生成鹽來減輕不良反應，與蛋氨酸合用則可抑制重癥高血壓病，還有研究表明，補充賴氨酸能加速皰疹感染的康復并抑制其復發。
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