Sebagian besar efek samping negatif yang terkait dengan terlalu banyak protein berakar pada sistem peredaran darah ginjal. Meskipun ada yang membantah komplikasi kesehatan ini, banyak yang berpendapat bahwa, pertama-tama, kelebihan protein yang tidak dapat diserap oleh tubuh menyebabkan peningkatan produksi urea dalam urin, dan ini dapat menyebabkan berbagai efek samping yang berbeda di seluruh tubuh. tubuh. Mekanisme produksi urin di dalam tubuh adalah ginjal, sehingga beban kerja yang meningkat dapat meningkatkan risiko penyakit ginjal dan memperburuk masalah ginjal yang sudah ada. Secara lebih tidak langsung, proses ini dapat meningkatkan risiko asam urat, dan seringnya buang air kecil, akibatnya dapat menyebabkan dehidrasi. Selain itu, kalsium cenderung dikeluarkan dalam urin bersamaan dengan kelebihan urea, dan beberapa peneliti berpendapat bahwa ini dapat meningkatkan risiko osteoporosis dan batu ginjal.
Lebih khusus lagi, alasan mengapa terlalu banyak protein menyebabkan konsentrasi urea yang lebih tinggi dalam urin adalah karena kelebihan protein diturunkan ke hati, di mana asam animo akan diubah menjadi molekul lain yang dapat digunakan melalui proses yang disebut deanimasi. Selama proses tersebut, nitrogen dari asam animo pertama-tama diubah menjadi amonia, dan kemudian menjadi urea oleh hati. Mengekskresikan ini melalui urin adalah tugas ginjal, tetapi terlalu banyak protein dalam makanan menimbulkan beban kerja yang berat bagi organ-organ ini. Mereka yang sudah memiliki beberapa bentuk penyakit ginjal sebaiknya menjaga asupan protein mereka pada tingkat yang stabil.
Asam urat adalah bentuk radang sendi yang ditandai dengan penumpukan asam urat di persendian. Beberapa berpendapat, kemudian, bahwa kelebihan protein yang konsisten dalam tubuh meningkatkan risiko asam urat. Ginjal biasanya berperan dalam mengeluarkan asam urat dari tubuh, tetapi beban kerja ekstra yang dibebankan pada ginjal dapat mengganggu fungsi ini.
Lebih sering buang air kecil adalah efek samping yang jelas dari proses biologis di atas. Setiap kali seseorang buang air kecil untuk mengeluarkan urea ekstra, air pasti akan dikeluarkan juga. Akibatnya, terlalu banyak protein dapat dengan cepat menyebabkan dehidrasi, yang dapat ditandai dengan gejala seperti sakit kepala, kram otot, atau pusing.
Selanjutnya, kelebihan kadar urea yang dihasilkan selama proses ini biasanya akan menyebabkan tingkat pH yang tidak stabil. Para peneliti telah mengamati peningkatan konsentrasi kalsium dalam urin mereka yang memiliki terlalu banyak protein dalam makanan mereka, dan beberapa percaya bahwa kalsium tersebut ada untuk menyeimbangkan tingkat pH. Meskipun ada beberapa perselisihan, ini dapat menimbulkan risiko osteoporosis karena tubuh dapat menyerap kembali kalsium dari tulang untuk tujuan ini. Beberapa percaya bahwa meningkatkan asupan kalsium seseorang dapat mengimbangi hal ini. Selain itu, konsentrasi kalsium yang lebih tinggi yang beredar melalui ginjal dapat meningkatkan risiko pembentukan batu ginjal.