トリメチルアミン-"N"-オキシド（）は、化学式が(CH)NOの有機化合物である。無色の固体で、二水和物の形で見られる。トリメチルアミンの酸化生成物であり、動物の一般的な代謝中間体である。海水魚、サメ、エイ、軟体動物および甲殻類において、オスモライト(浸透圧調節物質)として存在する。遊離アミノ酸とともに、細胞内の塩分濃度を海水の約3%から約1%に低下させている。腐敗した海産物の臭気はトリメチルアミン-"N"-オキシドから分解したトリメチルアミンが主な原因である。トリメチルアミン水溶液を過酸化水素で処理することにより合成する。生体内ではコリンから誘導させるトリメチルアミンから生合成される。食品中に含まれるレシチン(コリン)が腸内細菌によりトリメチルアミン(TMA)に代謝され、さらに肝臓においてFMO酵素によりTMAOへと代謝され、これがマクロファージを変化させアテローム性動脈硬化などの心血管疾患に結びついているとする論文が発表されている。また赤肉などに含まれるカルニチンも同様に腸内細菌－肝臓代謝を経てTMAOとなりこれがアテローム性動脈硬化のリスクを高めていると報告された。

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