L-arginine plus L-ornithine spelen in de stofwisseling een primaire rol binnen de ureumcyclus. Dat is het biochemische traject om stikstof en eiwit te metaboliseren. L-arginine en L-ornithine stimuleren de afscheiding van een aantal belangrijke hormonen, zoals CRF (corticotropin releasing factor) in de hypothalamus, groeihormoon in de hypofyse, prolactine, insuline in de pancreas, glucagon, cholecystokinine, polypeptide, somatostatinen, aldosteron, en catecholamine in de bijnieren.
L-arginine is de voorloper voor de synthese van stikstofmonoxide (NO), dat voorkomt in macrofagen. Stikstofmonoxide speelt vermoedelijk een rol bij verschillende fysiologische processen, zoals vaatverwijding, immuunrespons, hechting van leukocyten en trombocyten en bij de overdracht van prikkels. Ook speelt het een rol in tal van biochemische functies, waaronder het geheugen, het attentievermogen en de verhoogde perfusie van de nieren, de longen en de lever door verbetering van de doorbloeding.