A grande maioria dos efeitos colaterais negativos associados ao excesso de proteína tem suas raízes no sistema circulatório dos rins. Embora existam aqueles que contestam essas complicações de saúde, muitos argumentam que, em primeiro lugar, o excesso de proteína que não pode ser absorvido pelo corpo causa aumento da produção de uréia na urina, e isso pode levar a uma variedade de efeitos colaterais diferentes em todo o corpo. O mecanismo de produção de urina no corpo são os rins, portanto, o aumento da carga de trabalho pode aumentar o risco de doença renal e o agravamento de quaisquer problemas renais já existentes. Mais indiretamente, esse processo pode aumentar o risco de gota, e a micção frequente, como resultado, pode levar à desidratação. Além disso, o cálcio tende a ser excretado na urina junto com o excesso de uréia, e alguns pesquisadores argumentaram que isso pode aumentar o risco de osteoporose e cálculos renais.
Mais especificamente, a razão pela qual o excesso de proteína leva a concentrações mais altas de ureia na urina é porque o excesso de proteína é relegado ao fígado, onde os animoácidos serão convertidos em outras moléculas utilizáveis por meio de um processo chamado desanimação. Durante o processo, o nitrogênio dos animoácidos é transformado primeiro em amônia e, em seguida, em uréia pelo fígado. Excretar isso pela urina é tarefa dos rins, mas o excesso de proteína na dieta representa uma grande carga de trabalho para esses órgãos. Para aqueles que já têm alguma forma de doença renal, é melhor manter a ingestão de proteínas em um nível estável.
A gota é uma forma de artrite inflamatória caracterizada pelo acúmulo de ácido úrico nas articulações. Alguns argumentam, então, que o excesso consistente de proteína no corpo aumenta o risco de gota. Os rins normalmente são instrumentais na expulsão de ácido úrico do corpo, mas a carga de trabalho extra imposta a eles pode prejudicar essa função.
A micção mais frequente é o efeito colateral óbvio do processo biológico acima. Cada vez que um indivíduo urina para expelir a uréia extra, a água também será inevitavelmente excretada. Como resultado, o excesso de proteína pode levar rapidamente à desidratação, que pode ser indicada por sintomas como dor de cabeça, cãibras musculares ou tontura.
Além disso, os níveis excessivos de ureia produzidos durante este processo normalmente levam a um nível de pH instável. Os pesquisadores observaram concentrações aumentadas de cálcio na urina daqueles com muita proteína na dieta, e alguns acreditam que o cálcio existe para equilibrar os níveis de pH. Embora haja alguma controvérsia, isso pode representar um risco de osteoporose porque o corpo pode reabsorver o cálcio dos ossos para essa finalidade. Alguns acreditam que aumentar a ingestão de cálcio pode compensar isso. Além disso, as concentrações mais altas de cálcio circulando pelos rins podem aumentar o risco de formação de cálculos renais.