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L-精氨酸属于人体必需的氨基酸，人体无法合成，需要从食物当中摄入。L-精氨酸能够促进人体生长激素的分泌，同时具有促进性激素分泌的作用。但在不足时，可以通过保健品加以补充。营养不良，严重烧伤，感染，氨水平过高和尿液产生问题都可以导致L-精氨酸不足。与L-精氨酸缺乏有关的症状包括脱发，皮疹和伤口难以愈合等。
精氨酸在以下各种过程中，都有着重要的角色：
细胞分裂
伤口复原
排出氨
免疫功能
分泌激素
肌肉生长
精氨酸的分子结构、电荷分布及形成多重氢键的能力，使得它能与带有负电荷的分子结合。因此，精氨酸在蛋白质的外围，能在带电荷的环境下产生相互作用。在蛋白质内，胜肽精氨酸脱亚氨酶能将精氨酸能转化成瓜氨酸。而蛋白质甲基转移酶能将精氨酸甲基化。
作为前体
精氨酸是一氧化氮、尿素、鸟氨酸及肌丁胺的直接前体，是合成肌酸的重要原素，且被用作聚胺、瓜氨酸及谷氨酰胺的合成。
作为一氧化氮的前体，精氨酸可以协助舒张血管。非对称性二甲基精氨酸（ADMA）会压抑一氧化氮的化学作用，所以ADMA被认为是血管疾病的标记，就像精氨酸是健康内皮细胞层的象征一样。
细胞培植研究指出当有机体外（试管内）赖氨酸与精氨酸的比例偏向赖氨酸时，可以压抑病毒的复制。在治疗上的成效却是未知的，但食用精氨酸会影响注射赖氨酸的效用。
L-精氨酸是蛋白质的构建模块之一。它是一种可以在鸡肉，鱼和乳制品等各种食物中发现的氨基酸。很多人服用L-精氨酸保健品治疗特定疾病，如充血性心脏衰竭和膀胱炎等。尽管有众多好处，但L-精氨酸也存在一定潜在副作用，如腹痛，腹泻，痛风和腹胀等。此外，它还有可能增加疱疹爆发的严重程度。
对L-精氨酸过敏的人尤其容易引起不良反应，哮喘和呼吸道肿胀最常见。此外，孩子和孕妇比较容易受L-精氨酸的副作用影响，特别是剂量比较大时。
高血压也有可能受到L-精氨酸影响，因此服用降压药或刚进行完手术的人应该谨慎。因为这种保健品可以加强降血压药的效果。导致血压降低超出预期范围，引起晕眩和昏厥。血压本来就低的人也会受L-精氨酸的副作用影响。此外在手术期间，正常血压也会受它影响，并有导致并发症的可能。
身体需要L-精氨酸行使多种功能。例如，它刺激人体释放特定化学品，如胰岛素和人类生长激素等。这种氨基酸还帮助清除体内的氨并有促进伤口愈合的作用。人体产生肌氨酸也需要它。在分解L-精氨酸时会产生一氧化氮，因此能扩张血管病增加血流量。