Arginiini ja sitrulliini ovat ei-välttämättömiä aminohappoja, joilla on kaksisuuntainen suhde. Sitrulliinia voidaan valmistaa arginiinista typpioksidisyntaasin vaikutuksesta. Sitten se muutetaan takaisin arginiiniksi kahden muun entsyymin vaikutuksesta. Tämä käänteinen vuorovaikutus on tärkeä ureakierrossa ja typpioksidin tuotannossa.
Sekä arginiini että sitrulliini osallistuvat ammoniakin detoksifikaatioon urean tuotannon kautta. Arginiinin synteesi tapahtuu pääasiassa suolistossa ja munuaistiehyissä, joissa solun vaikutuksesta sitrulliini muodostuu lisäämällä ammoniakkia L-ornitiiniin, joka sitten muutetaan arginiiniksi. Kun urea on poistettu arginiinista, se muuttuu takaisin ornitiiniksi. Ureakierron aminohapot detoksifioivat ammoniakin, joka on bakteerien aineenvaihdunnan sivutuote.
Arginiini auttaa tuottamaan typpioksidia, joka on verisuonten laajentumisen kannalta välttämätön molekyyli ja mahdollistaa siten terveen veren virtauksen kehon läpi. Citrulliini helpottaa arginiinin tuotantoa. Typpioksidia lisäävinä aineina sekä arginiini että sitrulliini auttavat poistamaan valtimoiden oksidatiivisen stressin ja helpottavat tukkeutumista tai ruuhkautumista. Kun veri on terve ja sydämen ei tarvitse työskennellä kovasti pumpatakseen sitä koko kehoon, on enemmän energiaa muihin tehtäviin. Verenpaine laskee ja keho voi keskittyä puolustukseen ja parantumiseen eikä selviytyä.
Ravintolisänä arginiini ja sitrulliini voidaan ottaa yhdessä proteiiniaineenvaihdunnan tukemiseksi ja lihaskudoksen ylläpitämiseksi. Tästä syystä se on suosittu lisäosa kehonrakentajien keskuudessa. Lisäksi arginiinin ja sitrulliinin yhdistelmän on havaittu parantavan miesten seksuaalista toimintahäiriötä. Pelkästään arginiinia mainostetaan terveydenhuollon lisäaineena käytettäväksi sydän- ja verisuonitautien hoidossa, kasvulisänä ja erektiohäiriöiden hoidossa.
Sekä arginiinia että sitrulliinia ei pidetä välttämättöminä, koska niitä tuotetaan kehossa, mutta stressin, kuten kasvun, infektion ja trauman, aikana arginiinin synteesi voi vaikuttaa, joten lisäravinteita on ehkä otettava. Aminohapon ruokavalion lähteitä ovat eläinproteiinit, soijaproteiini, pähkinät ja munat. Luonnollisia sitrulliinilähteitä ovat vesimeloni, kurkut ja maitoproteiini, kaseiini; mutta koska keho tuottaa riittävät määrät, sitä ei tarvitse syödä ruokavalion kautta, lukuun ottamatta harvoja puutteita. Lisäravinteiden hyödyistä on edelleen kiistanalaista.