Arginin in citrulin sta neesencialni aminokislini z dvosmernim razmerjem. Citrulin se lahko proizvede iz arginina z delovanjem sintaze dušikovega oksida. Nato se z delovanjem dveh drugih encimov pretvori nazaj v arginin. Ta povratna interakcija je pomembna pri ciklu sečnine in proizvodnji dušikovega oksida.
Tako arginin kot citrulin sodelujeta pri razstrupljanju amoniaka s proizvodnjo sečnine. Sinteza arginina poteka predvsem v črevesnem in ledvičnem traktu, kjer s celičnim delovanjem nastane citrulin z dodatkom amoniaka v L-ornitin, ki se nato pretvori v arginin. Ko je sečnina odstranjena iz arginina, se ta pretvori nazaj v ornitin. Aminokisline v ciklu sečnine razstrupljajo amoniak, ki je stranski produkt presnove bakterij.
Arginin pomaga pri proizvodnji dušikovega oksida, ki je molekula, ki je bistvena za širjenje krvnih žil in tako omogoča zdrav pretok krvi po telesu. Citrulin pospešuje proizvodnjo arginina. Kot snovi, ki povečujejo dušikov oksid, tako arginin kot citrulin pomagata pri odpravljanju oksidativnega stresa na arterijah in lajšata zamašitev ali zastoje. Ko je kri zdrava in srcu ni treba trdo delati, da jo črpa po telesu, je na voljo več energije za druga opravila. Krvni tlak se zniža in telo se lahko namesto na preživetje osredotoči na obrambo in zdravljenje.
Kot prehransko dopolnilo lahko arginin in citrulin jemljete v kombinaciji za podporo presnovi beljakovin in vzdrževanje mišičnega tkiva. Zaradi tega je priljubljen dodatek med bodybuilderji. Poleg tega je bilo ugotovljeno, da kombinacija arginina in citrulina izboljša spolno disfunkcijo pri moških. Samo arginin se promovira kot zdravstveni dodatek za uporabo pri zdravljenju bolezni srca in ožilja, kot dodatek rasti in kot zdravljenje erektilne disfunkcije.
Tako arginin kot citrulin se štejeta za nebistvena, saj se proizvajata v telesu, toda v času stresa, kot so rast, okužba in travma, lahko vpliva na sintezo arginina, zato bo morda treba jemati dodatke. Prehranski viri aminokislin vključujejo živalske beljakovine, sojine beljakovine, oreščke in jajca. Naravni viri citrulina so lubenica, kumare in mlečne beljakovine kazein; ker pa telo proizvede ustrezne količine, ga ni treba zaužiti s prehrano, razen v redkih primerih pomanjkanja. Prednosti jemanja dodatkov so še vedno sporne.