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在人体内，可由精氨酸，甘氨酸和甲硫氨酸为前体，在肝脏、肾脏和胰脏合成肌酸。人体中95％的肌酸都存在于骨骼肌中，另外5％存在于其他部位，含量最高的是心脏、脑和睾丸。
1832年，法国化学家Chevreul首先在人体中发现了肌酸。在随后的100多年里，各国科学家对肌酸进行了多方面的研究。目前发现肌酸对人体主要的作用是为骨骼肌提供更多能量，增加肌肉力量并促进肌肉细胞生长。骨骼肌的能量来自三磷酸腺苷（ATP）的分解，人体内的ATP储存量很少，需要不断合成。ATP合成速度慢，就会影响骨骼肌的收缩能力并可引起疲劳。补充肌酸可有效地提高肌肉中肌酸和磷酸肌酸的含量，并可为ATP的合成提供原料，有效地改善肌力。速度和耐力。
肌酸自1993年开始进入竞技体育界，主要是为了提高运动员的运动能力并促进肌肉增长。之后，肌酸也被扩大使用到医学领域，用以治疗与能量有关或与神经有关的疾病。1996年的研究发现，对于心力衰竭的患者，补充肌酸可通过降低氨和乳酸的聚集改善骨骼肌的新陈代谢，并能降低血中总胆固醇及甘油三酯水平。2000年又发现，患有肌营养不良的病人（包括成年人和儿童）补充肌酸能提高其肌肉力量。
除了运动员和某些病人外，还有不少人群也特别需要补充肌酸，比如中老年人群。人的肌力在四五十岁以后就逐渐减弱，尤其爆发力下降得更快。据统计，65～80岁之间的健康老人，平均每年肌力下降1％～2％，爆发力下降3％～4％。所以因疾病或高龄而造成肌肉萎缩的中老年人，通过适量补充肌酸，增加肌力和蛋白合成，一定程度上能减轻肌肉萎缩的状况。另外，某些素食者或肉食相对偏少的人群，由于甲硫氨酸的摄入相对不足，从而影响了自身合成肌酸的能力。为了身体健康的需要，这部分人群也应该额外补充外源性肌酸。当人体肌酸缺乏时，可能会由于能量代谢部分受障碍而出现头昏脑胀、神疲乏力和明显的疲劳感，有时还会出现心脏性早搏、性功能衰退或下降，味觉异常或由于消化功能不良而导致的口臭等。
天然肌酸存在于鱼。肉等食物中，但数量很少，1公斤牛肉只能提供大约4克肌酸。要帮助肌肉生长，肌酸每日的摄取量至少应为5～20克，因此，吃下1．25～5公斤牛肉才能满足身体需要，这对于常人来说是不可能的，因此才出现了肌酸补剂。
大部分的普通人群对肌酸不是很熟悉，所以对于使用肌酸补剂还存在着顾虑。对此我们应该明确：肌酸不是激素，它与类固醇．生长激素。睾酮有着本质的不同。肌酸是通过人体肝脏来实现它的功能，对人体的内分泌系统不造成任何干扰和破坏。研究表明，短期补充肌酸是安全的，对于长期补充肌酸的影响目前还不清楚，不过至今尚未有确切的证据证明补充肌酸对人体的肝脏和肾脏代谢有不良影响。从谨慎的角度考虑，建议肾功能不全患者避免使用肌酸，而对于其他人群来说，肌酸是一种安全的营养补剂。