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肌肽學名β-丙氨酰-L-組氨酸（β-alanyl-L-histidine），是一種由β-丙氨酸和L-組氨酸兩種氨基酸組成的二肽。肌肉和腦部的組織含有很高濃度的肌肽。
肌肽是一種跟肉堿一起由俄國化學家古列維奇發現。在英國、韓國、俄國及其他國家均有研究表明：肌肽具有很強的抗氧化能力，對人體有益。肌肽已被證實可清除在氧化應激過程中使細胞膜的脂肪酸過度氧化而形成的活性氧自由基（ROS）以及α-β不飽和醛。
許多研究已經發現N-乙酰肌肽在預防與治療白內障上有良好的效果,其中之一的研究顯示，肌肽可以改善因曝露在胍下導致大鼠水晶體混濁而產生的白內障，雖然這些說法支持肌肽能治療白內障以及其他假設性對眼睛的種種好處，但截至目前為止，還沒有得到主流醫學界的充分支持，例如英國皇家眼科曾經宣稱,肌肽在局部治療白內障上，既不安全也不具療效的建議。
在一項2002年的研究報告中指出,肌肽可以改善自閉癥兒童與社會的關系和增加自閉癥兒童所使用的辭匯量，但是研究中所宣稱的改善情形，亦可能是來自于成熟、安慰劑作用或其它沒有被寫在這份研究報告里的因素。
在動物實驗中，補充肌肽可以增加皮質固醇的含量，這也許可以解釋有時在使用高劑量肌肽所產生的過動癥狀，可是上述研究是將肌肽注射于小雞的腦室中，且皮質固醇含量上升的現象尚未再人體實驗中出現。 在動物實驗里，肌肽已經被發現可以延緩癌細胞的生長、 防范酒精引起的氧化壓力與乙醇導致的慢性肝臟傷害，在老鼠實驗中肌肽的神經保護機制可以防止永久性腦部缺血 。
肌肽可以增強人類的纖維母細胞的海佛烈克極限，以及出現端粒縮短的速率，端粒的維持可能會利于某些潛在癌癥的生長，所以肌肽也被視為是個保護劑。
一般認為典型的素食者缺乏攝取肌肽，但會不會因為這樣而造成不良的影響，仍是未知的。