二甲基砜（MSM）是一种地球硫循环中的化合物，它与甲基-硫-甲烷系列化合物有关。MSM的天然合成始于海洋微生物吸收硫酸盐，生成二甲基硫（DMSP），然后DMSP可以裂解生成二甲基硫醚（DMS）或经去甲基作用生成甲硫醇，甲硫醇可以转化为DMS。海洋中产生的DMS大约有1%–2%会挥发到大气中。
大气中的DMS能够被氧化成DMSO或二氧化硫，这与臭氧、紫外线照射、硝酸盐（NO3）或羟基自由基（OH）等有关。DMSO和MSM在大气中的浓度与季节有关，春季/夏季浓度最高，而冬季浓度最低，这可能与温度有关。
DMS的氧化产物如二氧化硫，能够增加冷凝和云的形成，DMSO溶解于降水中，通过降水回到土壤中。在此过程中，DMSO和水发生歧化反应，生成DMS或MSM。
一旦进入土壤，DMSO和MSM会被植物吸收，或被共生的土壤细菌利用，以改善土壤条件。MSM广泛存在于多种水果、蔬菜和粮食作物中，但各种植物的MSM的富集程度会有所不同。
此时，MSM和其他硫元素的来源被当作植物产品吸收和排泄，以硫化物的形式作为植物呼吸作用的副产物释放，或最终随植物死亡而分解出来。非挥发性的硫来源可以被氧化为硫酸盐，形成矿物质，经过水土流失后返回海洋，从而完成硫循环。
另一条途径是，DMSO与过氧化氢（H2O2）发生氧化反应，经过结晶或蒸馏纯化后，合成生产MSM。尽管蒸馏需要消耗更多的能源，但它是公认的用于生产MSM的完美方法，已用于生产GRAS级别的OptiMSM（Bergstrom Nutrition，Vancouver，WA，USA）。
从生化方面来说，人工合成的MSM与天然形成的MSM在结构或安全性方面没有差异。由于食物中MSM的浓度较低（仅为0.01 ppm），合成生产的MSM使消费者能够以较低的剂量获得效果，而无需摄入大量食物。
外源性的MSM以膳食补充剂和食物的形式进入人体，如水果、蔬菜、谷物、啤酒、葡萄酒、咖啡、茶和牛奶。除了外源性补充的MSM，体内的微生物作用于体内的蛋氨酸、甲硫醇、DMS和DMSO，也促进了MSM在哺乳动物宿主体内的富集。饮食引起肠道菌群改变，能够影响大鼠和妊娠母猪血清中的MSM浓度。也就是说，易受饮食、运动或其他因素影响的肠道菌群，会影响机体对MSM的利用。
药代动力学研究表明，MSM能够在大鼠和人类体内被迅速吸收，吸收时间分别为2.1小时和1小时以内。类似实验在猴子体内对DMSO的利用也得到了类似的结果，灌胃给药后1-2小时内，DMSO能够快速转化为MSM。人体摄入DMSO后，在肝微粒体经NADPH2和O2的参与，约15%被氧化生成MSM。
最近进行的一项人体研究中，20名健康男性每天摄入3克MSM，为期四周。所有男性受试者在摄入MSM后，血清中的MSM水平升高，大多数男性受试者在第四周的血清MSM水平较第二周进一步增加。这些结果表明，口服MSM能够被健康成人吸收，并随着长期摄入而在体内逐渐积累。
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