Istilah “keseimbangan nitrogen” mengacu pada jumlah nitrogen yang dikeluarkan tubuh, berbeda dengan jumlah nitrogen yang diserap tubuh. Semua makronutrien – protein, karbohidrat, dan lemak – terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen molekul. Protein saja juga mengandung molekul nitrogen tambahan. Ketika tubuh mencerna protein, molekul nitrogen ini umumnya dilepaskan ke dalam darah. Mengukur kadar nitrogen tubuh dapat menjadi cara yang paling akurat untuk menentukan apakah tubuh menerima protein yang cukup, tidak memadai, atau berlebih.
Ada tiga keadaan keseimbangan nitrogen: negatif, positif. dan keseimbangan. Jika seseorang memiliki keseimbangan nitrogen negatif, keluaran nitrogen orang tersebut lebih besar dari masukan nitrogennya. Karena protein adalah satu-satunya makronutrien yang mengandung molekul nitrogen, keseimbangan negatif dapat menjadi tanda konsumsi protein yang tidak memadai dan malnutrisi.
Jika seseorang memiliki keseimbangan nitrogen positif, itu berarti orang tersebut mengonsumsi lebih banyak protein daripada yang dibutuhkan tubuhnya. Ini adalah keadaan yang ideal untuk atlet dan binaragawan, karena protein ekstra kemungkinan besar akan berkontribusi pada pertumbuhan otot. Kelebihan protein juga dapat membantu atlet dan binaragawan pulih lebih cepat dari latihan.
Jika keseimbangan nitrogen individu telah mencapai keadaan setimbang, itu berarti orang tersebut mengeluarkan jumlah nitrogen yang sama dengan yang dia konsumsi. Ini umumnya merupakan keadaan normal bagi orang dewasa sehat yang makan makanan seimbang. Kebanyakan orang biasanya tidak perlu mengonsumsi protein tingkat tinggi yang sering dibutuhkan binaragawan dan atlet untuk menumbuhkan otot yang kuat.
Nitrogen biasanya diekskresikan melalui urin, sehingga kadar nitrogen dalam tubuh sering diukur menggunakan tes nitrogen urea urin. Hasil tes kemudian biasanya dibandingkan dengan kandungan nitrogen dari makanan individu. Orang tersebut umumnya akan dikatakan memiliki keseimbangan nitrogen positif, negatif, atau sama, tergantung pada perbedaan antara kadar nitrogen ureanya dan kandungan nitrogen dari makanannya.
Tubuh manusia biasanya membutuhkan lebih dari sekadar protein untuk mempertahankan kadar nitrogen yang sesuai. Protein makanan harus berkualitas tinggi, seperti yang biasanya ditemukan dalam telur dan daging tanpa lemak. Tubuh manusia juga umumnya membutuhkan pasokan lemak dan karbohidrat yang cukup. Makronutrien ini secara luas dianggap penting untuk produksi energi. Ketika tingkat diet lemak dan karbohidrat turun terlalu rendah, tubuh menggunakan protein untuk energi, yang dapat menghabiskan tingkat nitrogen tubuh dan menghambat kemampuan tubuh untuk memperbaharui sel-sel yang rusak.