Een verstoorde arginine-stikstofmonoxide-balans speelt een rol bij verschillende longziekten waaronder astma en COPD. Het herstellen van de balans door middel van suppletie met l-arginine of l-citrulline kan zinvol zijn.
Stikstofmonoxide (NO) speelt een rol in de longgezondheid, het reguleert onder andere de spiertonus en ontstekingsreacties in de longen. NO wordt geproduceerd door stikstofmonoxide-synthases (NOS) die allen arginine als substraat gebruiken. Bij deze omzetting komt tevens l-citrulline vrij wat weer wordt omgezet in arginine zodat het hergebruikt kan worden. Als deze omzetting niet optimaal verloopt, worden er vrije radicalen gevormd die schade kunnen veroorzaken aan omliggend weefsel.
Bij verschillende longaandoeningen, waaronder cystic fibrose, astma, COPD en pulmonaire hypertensie is een verlaagde concentratie circulerend arginine gevonden. Wetenschappers kijken daarom naar de mogelijkheden om het circulerend l-arginine te verhogen. Hierdoor kan de NOS-activiteit genormaliseerd worden en de productie van vrije radicalen afnemen.
Het verhogen van de biologische beschikbaarheid van arginine kan door middel van de suppletie met l-arginine. Dat aminozuur komt echter niet goed terecht bij NOS. Onderzoek laat zien dat suppletie met l-citrulline leidt tot een grotere toename van circulerend l-arginine wat tevens langer beschikbaar blijft in de bloedbaan. Suppletie met l-citrulline heeft daarom mogelijk de voorkeur.