L-arginiinin on havaittu parantavan endoteelin toimintaa ja valtimoiden kykyä laajentua. Ateenalainen tutkijaryhmä selvitti tutkimuksessaan suuriannoksisen l-arginiinin vaikutuksia endoteeliin ja valtimoiden laajentumiseen tupakoitsijoilla. Tutkimuksessa havaittiin, että suuri annos l-arginiinia esti tupakoinnin aiheuttaman valtimoiden jäykistymisen ja paransi valtimoiden laajentumiskykyä. Koska arginiinin pidempiaikaisesti käytöstä epäillään tulevan haittavaikutuksia, ei arginiinia ainakaan nykyisen tutkimusten perusteella voi suositella sydän- ja verisuoniterveyttä kohentavaksi ravintolisäksi.