При интенсивной нагрузке в мышцах образуется аммиак, который связывают с усталостью. Орнитин — ключевое звено цикла мочевины, превращающего аммиак в мочевину. Предполагается, что добавка ускоряет этот процесс.
В небольшом исследовании орнитин в дозе 2 г в день в течение недели уменьшал субъективное ощущение усталости после двухчасовой нагрузки на велоэргометре.
Орнитин с аргинином рекламируют для выработки гормона роста. Такой эффект есть при введении в вену в больших дозах. При приёме внутрь перед тренировкой исследования не показали, что добавка усиливает выброс гормона роста.