Arginin dan citrulline adalah asam amino non-esensial dengan hubungan dua arah. Citrulline dapat diproduksi dari arginin melalui aksi nitrit oksida sintase. Kemudian diubah kembali menjadi arginin melalui aksi dua enzim lainnya. Interaksi terbalik ini penting dalam siklus urea dan produksi oksida nitrat.
Baik arginin dan citrulline terlibat dalam detoksifikasi amonia melalui produksi urea. Sintesis arginin terjadi terutama di saluran usus dan ginjal di mana, melalui aksi seluler, citrulline dibentuk dengan penambahan amonia ke L-ornithine, yang kemudian diubah menjadi arginin. Setelah urea telah dihapus dari arginin, itu diubah kembali menjadi ornitin. Asam amino dalam siklus urea mendetoksifikasi amonia, yang merupakan produk sampingan dari metabolisme bakteri.
Arginine membantu dalam produksi oksida nitrat, yang merupakan molekul penting untuk pelebaran pembuluh darah dan memungkinkan aliran darah yang sehat ke seluruh tubuh. Citrulline memfasilitasi produksi arginin. Sebagai zat penambah oksida nitrat, baik arginin dan citrulline membantu menghilangkan stres oksidatif pada arteri dan mengurangi penyumbatan atau kemacetan. Ketika darah sehat dan jantung tidak perlu bekerja keras untuk memompanya ke seluruh tubuh, lebih banyak energi tersedia untuk tugas-tugas lain. Tekanan darah menurun dan tubuh dapat berkonsentrasi pada pertahanan dan penyembuhan daripada bertahan hidup.
Sebagai suplemen makanan, arginin dan citrulline dapat dikonsumsi dalam kombinasi untuk mendukung metabolisme protein dan memelihara jaringan otot. Untuk alasan ini, ini adalah suplemen populer di kalangan binaragawan. Selain itu, kombinasi arginin dan citrulline telah ditemukan untuk meningkatkan disfungsi seksual pada pria. Arginin sendiri dipromosikan sebagai suplemen kesehatan untuk digunakan dalam pengobatan penyakit kardiovaskular, sebagai suplemen pertumbuhan dan sebagai pengobatan untuk disfungsi ereksi.
Baik arginin dan citrulline dianggap tidak penting karena diproduksi di dalam tubuh, tetapi selama masa stres seperti pertumbuhan, infeksi dan trauma, sintesis arginin dapat terpengaruh sehingga suplemen mungkin perlu dikonsumsi. Sumber makanan asam amino termasuk protein hewani, protein kedelai, kacang-kacangan dan telur. Sumber alami citrulline termasuk semangka, mentimun dan protein susu, kasein; tetapi karena jumlah yang cukup diproduksi oleh tubuh, tidak perlu dikonsumsi melalui diet kecuali untuk kasus defisiensi yang jarang terjadi. Manfaat mengonsumsi suplemen masih bisa diperdebatkan.