La suplementación con betaina dietética puede mejorar las respuestas fisiológicas a la exposición al calor (EC) en ovejas. Este experimento midió las respuestas metabólicas a la glucosa (prueba de tolerancia a la glucosa intravenosa, IVGTT), insulina (prueba de tolerancia a la insulina, ITT) y desafíos de hormona adrenocorticotrópica (ACTH) en ovejas Merino (n = 36, 39.7 kg) mantenidas a temperatura termoneutral (TN, 21 grados C) o EC (18-43 grados C) y suplementadas con 0, 2 o 4 g/día de betaina dietética (n = 6 por grupo). Las ovejas tenían acceso ad libitum a agua y se alimentaron en pares de manera que la ingesta de las ovejas TN imitara la de las ovejas EC. Después de 21 días de tratamiento, las ovejas fueron equipadas con catéteres yugulares y sometidas a desafíos diarios consecutivos (IVGTT, ITT y ACTH, días 21-23, respectivamente), seguidos de la recolección de biopsias de tejido muscular esquelético y adiposo subcutáneo para análisis de expresión génica (día 24). Las ovejas tratadas con EC tuvieron una mayor relación insulina:glucosa (p = 0.033), una mayor estimación del modelo de evaluación homeostática de resistencia a la insulina (HOMAIR; p = 0.029) y un índice de verificación de sensibilidad a la insulina cuantitativa revisado (RQUICKI; p = 0.015) reducido. Las ovejas alimentadas con betaina (2 + 4 g/día) tuvieron una mayor insulina plasmática basal (p = 0.017) y una concentración reducida de ácidos grasos no esterificados (NEFA; p = 0.036), mientras que el RQUICKI se redujo (p = 0.001) en las ovejas alimentadas con betaina. Los resultados sugieren que la suplementación con betaina altera el metabolismo de lípidos al mejorar potencialmente la señalización de insulina, aunque estas respuestas difieren entre las condiciones TN y EC. No hubo otro impacto de la temperatura o tratamientos dietéticos en las expresiones génicas del tejido medidas. Nuestros resultados apoyan la noción de que la betaina, en parte, actúa para modificar el metabolismo de lípidos.