Arginin och citrullin är icke-essentiella aminosyror med en dubbelriktad relation. Citrullin kan framställas från arginin genom inverkan av kväveoxidsyntas. Sedan omvandlas det tillbaka till arginin genom verkan av två andra enzymer. Denna omvända interaktion är viktig i ureacykeln och produktionen av kväveoxid.
Både arginin och citrullin är involverade i avgiftning av ammoniak genom produktion av urea. Syntesen av arginin sker främst i tarm- och njurkanalen där citrullin genom cellulär verkan bildas genom tillsats av ammoniak till L-ornitin, som sedan omvandlas till arginin. När urean har tagits bort från argininet omvandlas den tillbaka till ornitin. Aminosyrorna i ureacykeln avgiftar ammoniak, som är en biprodukt av bakteriell metabolism.
Arginin hjälper till vid produktionen av kväveoxid, som är en molekyl som är nödvändig för utvidgning av blodkärlen och möjliggör därför ett hälsosamt flöde av blod genom kroppen. Citrullin underlättar produktionen av arginin. Som kväveoxidförstärkande substanser hjälper både arginin och citrullin till att eliminera oxidativ stress på artärerna och underlättar igensättning eller trängsel. När blodet är friskt och hjärtat inte behöver arbeta hårt för att pumpa det genom hela kroppen, finns mer energi tillgänglig för andra uppgifter. Blodtrycket sjunker och kroppen kan koncentrera sig på försvar och läkning snarare än att överleva.
Som ett kosttillskott kan arginin och citrullin tas i kombination för att stödja proteinmetabolism och underhålla muskelvävnad. Av denna anledning är det ett populärt tillskott bland kroppsbyggare. Dessutom har kombinationen av arginin och citrullin visat sig förbättra sexuell dysfunktion hos män. Enbart arginin marknadsförs som ett hälsotillskott som ska användas vid behandling av hjärt-kärlsjukdomar, som tillväxttillskott och som behandling för erektil dysfunktion.
Både arginin och citrullin anses vara oväsentliga eftersom de produceras i kroppen, men under tider av stress som tillväxt, infektion och trauma kan syntesen av arginin påverkas och därför kan tillskott behöva tas. Kostkällor för aminosyran inkluderar animaliska proteiner, sojaprotein, nötter och ägg. Naturliga källor till citrullin inkluderar vattenmelon, gurka och mjölkproteinet kasein; men eftersom tillräckliga mängder produceras av kroppen, behöver den inte konsumeras via kosten förutom vid sällsynta fall av brist. Fördelarna med att ta kosttillskott kan fortfarande diskuteras.