纈氨酸進入動物體內，在小腸中通過Na+- 氨基酸-載體復合物迅速主動吸收，吸收部位主要是十二指腸和回腸。在小腸黏膜內不發生代謝轉化，而在骨骼肌代謝中，骨骼肌則是支鏈氨基酸轉氨基作用的主要場所。日糧中的纈氨酸經動物采食、消化吸收后，在支鏈氨基酸轉氨酶的作用下以三種支鏈氨基酸為底物，生成相應的支鏈酮酸(BCKA) 和谷氨酸(Glu)，Glu 的氨基最終用于合成氨基的載體- 谷氨酰胺。BCKA 主要被轉運至肝臟代謝，經歷氧化脫羧以及一系列降解過程，最后通過甲基丙二酰CoA 轉變成琥酰CoA，進入三羧酸循環，其可轉變為草酰乙酸，所以纈氨酸是生糖氨基酸，其在體內主要合成蛋白質并提供機體所需能量，其產物谷氨酰胺和中間產物丙氨酸可以通過丙氨酸- 葡萄糖循環進行糖異生，維持血糖濃度。
【生物學功能及應用】[1]
1. 對蛋白質代謝的影響：支鏈氨基酸有促進蛋白質合成并抑制其分解的作用。有研究者認為，支鏈氨基酸是通過促進多肽鏈合成的起始來促進蛋白質的合成。支鏈氨基酸對骨骼肌蛋白質降解沒有影響，對骨骼肌以外的蛋白質降解有抑制作用。
2. 對機體能量代謝的影響：纈氨酸在體內除用于合蛋白質外，在特殊生理時期如饑餓、泌乳、運動、疾病還是體內重要的能量來源，尤其是在應激時，支鏈氨基酸促進了兩種重要糖異生氨基酸的利用增加，肝臟糖異生的能量轉換加快，血清中丙氨酸和谷氨酸濃度降低，這時補充支鏈氨基酸可節約肌糖原，使骨骼肌的能量來源持久、運動能力耐久、疲勞時間延長。
3. 對動物生產性能的影響
1）對家禽生產性能的影響：作為動物必需氨基酸之一，是家禽生長和羽毛發育所必需的一種氨基酸。研究表明，在以小麥或大麥為基礎的肉雞日糧中以
及在以玉米為基礎的肉雞日糧中，纈氨酸也是一種限制性氨基酸。
2）對豬生產性能的影響：研究表明，纈氨酸對哺乳母豬十分重要。提高飼料纈氨酸水平可以增加產奶量，提高仔豬窩增重，對斷奶仔豬數在10 頭以上的母豬效果尤為明顯。纈氨酸需要量比飼養標準的推薦量高得多，并與賴氨酸的水平有關。當飼料中的賴氨酸水平超過0.8%時，纈氨酸將成為哺乳母豬飼料的第一限制性氨基酸。
3）對反芻動物生產性能的影響：纈氨酸是奶牛機體內重要的營養素，與生產性能關系密切。研究證實，纈氨酸在牛機體內的生物學功能和豬的相近，發揮著氧化供能、調節氨基酸與蛋白質代謝、改善泌乳性能與增強免疫力等作用。研究證實，纈氨酸可為牛乳腺組織提供能量，并為非必需氨基酸的合成提供碳和α-氨基氮。此外，有研究報道，生長期肉牛可代謝蛋白質中含有纈氨酸5.7%、異亮氨酸5.6% 和亮氨酸6.9% 時，可滿足肉牛的營養需求并取得最佳經濟效益。作為支鏈氨基酸。
4. 對內分泌功能的影響：日糧中纈氨酸的含量還可以影響動物的內分泌水平。研究表明，哺乳母豬和哺乳大鼠日糧中添加纈氨酸可提高血漿中催乳素和生長激素的濃度。研究還證實，日糧中添加纈氨酸顯著提高了母豬血清催乳素濃度，并提高了脫脂乳胰島素濃度和脫脂乳生長激素濃度。
5. 對神經機能的調節作用：纈氨酸在動物神經機能調節上也發揮著重要的作用，在老鼠中的研究還發現，纈氨酸可能與神經活動有密切關系，當纈氨酸不足時，大鼠中樞神經系統功能會發生紊亂，共濟失調而出現四肢震顫，體內代謝過程中可因酮酸脫羧酶缺乏而患尿毒癥，尿中排除相應的酮酸，多伴有嚴重的腦部癥狀，如抽搐等。研究表明，靜脈注射1∶1∶1比例混合的支鏈氨基酸，可以增加小鼠對熱刺激的耐受能力，表明支鏈氨基酸混合物有抗疼痛的特性。
6. 抗腫瘤作用：腫瘤組織細胞和正常組織細胞一樣，需要某些大量特定的營養成分以滿足快速增長的需求，支鏈氨基酸對腫瘤細胞生長和分化有重要作用，其中纈氨酸的高攝取是腫瘤氨基酸代謝的特點之一。腫瘤細胞生長需要大量的纈氨酸，限制纈氨酸后引起相對不足可致腫瘤細胞結構蛋白和酶蛋白合成遲滯，能量代謝受阻，三磷酸腺苷缺乏，細胞膜通透性增加，使抗癌藥物更易進入細胞，進一步干擾細胞代謝，核酸代謝受阻，DNA 合成障礙。 https://www.chemicalbook.com/NewsInfo_1885.htm
