พลังงานในภาวะที่ร่างกายไม่ได้รับสารอาหารในขณะนอนหลับเวลากลางคืน ไม่ได้รับอาหาร ระดับกลูโคสในเลือดต่ำกว่าปกติ ตับอ่อนหลั่งฮอร์โมนกลูคากอน ฮอร์โมนนี้มีผลให้ไกลโคเจนในตับสลายเป็นกลูโคส กลูโคสเข้าสู่เลือด ไปเพิ่มกลูโคสในเลือดให้มีระดับปกติ

หากไม่ได้รับอาหารต่อไปนานกว่า 16 ชั่วโมง มีการเปลี่ยนไกลโคเจนในตับเป็นกลูโคส มีการสลายของโปรตีนร่างกาย ส่วนใหญ่เป็นโปรตีนกล้ามเนื้อได้กรดอะมิโน กรดอะมิโนที่ได้เข้าสู่กระแสเลือดไปยังตับ เซลล์ตับจะเปลี่ยนกรดอะมิโนเป็นกลูโคส แล้วส่งกลูโคสไปยังอวัยวะอื่นต่อไปมีการสลายไขมันในเนื้อเยื่อมันได้กรดไขมัน กรดไขมันเข้าเซลล์และถูกเผาผลาญเป็นพลังงาน กรดไขมันที่มากเกิน จะถูกเปลี่ยนเป็นคีโตน บอดี้ ซึ่งเป็นสารอีกตัวหนึ่งที่ให้พลังงานแก่เซลล์ได้ หลังอดอาหาร 3-5 วันระดับคีโตน บอดี้ในเลือดจะสูง สมองเริ่มปรับใช้คีโตน บอดี้เป็นสารให้พลังงานได้ ทำให้ใช้กลูโคสน้อยลงอย่างไรก็ตาม สมองก็ยังคงใช้กลูโคส เพียงแต่ใช้น้อยลงเพราะใช้คีโตน บอดี้ได้ด้วย เมื่อเซลล์เผาผลาญกรดไขมันและคีโตน บอดี้เป็นพลังงานได้ การสลายโปรตีนจะน้อยลง การที่ร่างกายปรับใช้พลังงานจากสารอื่นที่ไม่ใช่กลูโคส (กรดไขมันและคีโตน บอดี้) เพื่อสงวนโปรตีนร่างกายไว้

คนเราอดอาหารและมีชีวิต ได้นานเพียงใดนั้น จะขึ้นกับปัจจัยต่างๆได้แก่ ปริมาณเนื้อเยื่อมันปริมาณโปรตีนร่างกาย การอดอาหารเป็นเวลานาน แม้มีการสลายโปรตีนร่างกายน้อยลงในระยะหลัง (เพราะมีการสลายไขมัน) โปรตีนที่ถูกสลายไปนั้น ก็เป็นโปรตีนที่ทำหน้าที่สำคัญในร่างกาย คือ เป็นโปรตีนของกล้ามเนื้อ เป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ช่วยปฏิกิริยาต่างๆ เป็นภูมิคุ้มกันโรค หากปริมาณโปรตีนเหล่านี้ลดลงร่างกายจะอ่อนแรงจากปริมาณกล้ามเนื้อน้อย อวัยวะทำงานได้น้อยหรือหยุดการทำงานเพราะขาดเอนไซม์เช่น หัวใจหยุดทำงาน ร่างกายอ่อนแอติดโรคได้ง่ายกว่าคนปกติ เพราะภูมิคุ้มกันโรคน้อยลง การตายจากการอดอาหาร เกิดขึ้นได้ เมื่อน้ำหนักลดลงร้อยละ 40 โปรตีนร่างกายลดลงร้อยละ 30-50 หรือปริมาณไขมันที่สะสมในเนื้อเยื่อมันลดลงร้อยละ 70-95 นั่นคือ มีค่า BMI (Body Mass Index) น้อยกว่าหรือเท่ากับ 13 ในชาย และ 11 ในหญิง ค่า BMI (Body Mass Index) คำนวณได้จากสูตร น้ำหนักเป็นกิโลกรัม / (ความสูงเป็นเมตร)2

การรับประทานอาหารที่มีปริมาณโปรตีนมาก คาร์โบไฮเดรตและไขมันน้อย กระบวนการต่างๆที่เกิดขึ้นในร่างกาย จะคล้ายกับที่พบในคนที่อดอาหาร คือ ปริมาณคาร์โบไฮเดรตในอาหารน้อยกลูโคสก็น้อย ระดับกลูโคสในเลือดต่ำ ทำให้มีการหลั่งฮอร์โมนกลูคากอน เกิดการสลายไขมันในเนื้อเยื่อมันปริมาณไขมันน้อยลง จากความรู้นี้ได้มีการนำอาหารที่มีโปรตีนสูงที่เรียกว่า Atkins high-protein diet มาใช้ในโปรแกรมลดความอ้วน กล่าวคือ เมื่อรับประทานแล้ว จะเกิดการสลายของไขมันในเนื้อเยื่อมันได้กรดไขมัน กรดไขมันเข้าเซลล์และถูกเผาผลาญเป็นพลังงาน เมื่อปริมาณไขมันน้อยลง น้ำหนักก็ลดลง

ร่างกายใช้พลังงานตลอดเวลา ในขณะนอนหลับร่างกายใช้พลังงานในการหายใจ การสูบฉีดเลือด การควบคุมอุณหภูมิ การกำจัดของเสียออกจากร่างกาย การสร้างเนื้อเยื่อสำหรับการเจริญเติบโตและซ่อมแซมส่วนที่ถูกทำลายไป ในขณะที่ตื่น ความต้องการพลังงานของร่างกายเพิ่มขึ้นสำหรับการเคลื่อนไหวและย่อยอาหาร ในภาวะร่างกายได้รับสารอาหารอย่างเพียงพอเป็นประจำ เซลล์เลือกที่จะใช้คาร์โบไฮเดรตในการสร้างพลังงานเป็นอันดับแรกเพราะสลายให้พลังงานได้เร็วที่สุด รองลงมาคือไขมัน

ไขมันจะถูกนำมาใช้สร้างพลังงานในกิจกรรมที่ใช้เวลายาวนาน ส่วนโปรตีนจะถูกสลายและเผาผลาญให้พลังงานเฉพาะเวลาที่ร่างกายไม่ได้รับอาหาร หรือใช้พลังงานมากและมีพลังงานไม่เพียงพอต่อความต้องการเท่านั้นหลังมื้ออาหาร คาร์โบไฮเดรตจะให้พลังงานแก่ร่างกายได้ ต้องผ่านการย่อยในทางเดินอาหารได้โมเลกุลขนาดเล็กเรียกว่ากลูโคส กลูโคสจะถูกดูดซึมผ่านผนังลำไส้เข้าสู่กระแสเลือด ระดับกลูโคสในเลือดจะเพิ่มสูงขึ้น จนมีระดับสูงสุดประมาณ 30-60 นาที ระดับกลูโคสในเลือดสูง มีผลให้ตับอ่อนหลั่งฮอร์โมนอินซูลิน อินซูลินทำให้กลูโคสเข้าเซลล์ของอวัยวะต่างๆได้ ในตับ กลูโคสให้พลังงานแก่เซลล์ บางส่วนยังถูกเปลี่ยนเป็นไกลโคเจนสะสมไว้เป็นพลังงานสำรอง และเมื่อตับเก็บไกลโคเจนเต็มพิกัดแล้ว ตับจะเปลี่ยนกลูโคสที่เหลือเป็นกรดไขมัน ซึ่งร่างกายนำไปสะสมไว้ในเนื้อเยื่อมัน

การเผาผลาญกลูโคสให้เป็นพลังงานนี้จะต้องผ่านกระบวนการต่างๆหลายขั้นตอน แต่ละขั้นตอนจะต้องใช้เอนไซม์ วิตามินและเกลือแร่ช่วยในกระบวนการเผาผลาญ กลูโคสในกล้ามเนื้อ มีการเปลี่ยนกลูโคสเป็นพลังงานและไกลโคเจน ส่วนที่เนื้อเยื่อมันมีการสร้างและสะสมไขมัน เมื่อกลูโคสในเลือดเข้าเซลล์ของเนื้อเยื่อแล้ว ระดับกลูโคสในเลือดจะลดลงจนปกติ ซึ่งใช้เวลาประมาณ 2 ชั่วโมงในคนปกติ สำหรับผู้ป่วยโรคเบาหวานขาดฮอร์โมนอินซูลิน กลูโคสในเลือดไม่สามารถเข้าเซลล์ของเนื้อเยื่อได้ จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้ระดับกลูโคสในเลือดสูง

ในการออกกำลังกาย พลังงานที่ใช้ในการออกกำลังกายแต่ละชนิดจะแตกต่างกันการออกกำลังกายที่ใช้พลังงานมากในช่วงเวลาสั้นเช่นการแข่งขันวิ่งเร็ว 100 เมตร กล้ามเนื้อได้รับพลังงานจากการสลายของฟอสโฟครีเอตีนและไกลโคเจนในกล้ามเนื้อ ฟอสโฟครีเอตีนจะให้พลังงานซึ่งใช้ได้ประมาณ 10 วินาที จากนั้นจะมีการสลายไกลโคเจนที่อยู่ในกล้ามเนื้อ ร่างกายสลายไกลโคเจนได้พลังงานโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน พลังงานที่ได้ด้วยวิธีการนี้จะให้พลังงานมากในช่วงเวลาสั้นๆเพียงไม่กี่นาที หากการออกกำลังกายนั้นยาวนานขึ้นและเป็นการออกกำลังกายที่ใช้ความทนเช่น การวิ่งในระยะทางไกล นักวิ่งจะหายใจเร็วขึ้นและอัตราการเต้นของหัวใจมากขึ้น ทำให้ร่างกายได้รับออกซิเจนมากเพียงพอที่ใช้ในการเผาผลาญกลูโคสที่ได้จากการสลายไกลโคเจนในกล้ามเนื้อ เมื่อไกลโคเจนน้อยลง ในช่วงท้ายของการออกกำลังกายนั้น ร่างกายจะปรับเปลี่ยนมาเผาผลาญไขมันเพื่อให้พลังงาน ไกลโคเจนถูกใช้หมดภายใน 2 ชั่วโมงเนื่องจากกล้ามเนื้อได้พลังงานจากการสลายของไกลโคเจน

ความรู้ทางชีวเคมีนี้ เป็นประโยชน์ในการเตรียมตัวของนักกีฬาในการแข่งขัน โดยทำให้ไกลโคเจนในกล้ามเนื้อหมดโดยออกกำลังมาก ตามด้วยให้นักกีฬาพัก แล้วให้อาหารที่มีคาร์โบไฮเดรตสูง เพื่อทำให้มีไกลโคเจนในตับมากการที่นักกีฬามีการฝึกซ้อมเป็นประจำ ทำให้ต้องการพลังงานมากกว่าคนปกติ ร่วมไปกับปัจจัยที่ว่านักกีฬาต้องมีรูปร่างบึกบึน กำยำ และแข็งแรง ดังนั้นคนส่วนใหญ่จึงเข้าใจว่านักกีฬาต้องได้รับอาหารพิเศษกว่าคนปกติ โดยนึกถึงการเสริมอาหารโปรตีนมาเป็นอันดับแรกเพื่อให้เกิดพละกำลังและเพื่อเพิ่มปริมาณกล้ามเนื้อ ข้อเท็จจริงก็คือ หากร่างกายได้รับสารอาหารอย่างเพียงพอเป็นประจำแล้ว กรดอะมิโนจากการย่อยโปรตีน จะถูกนำไปสร้างเป็นโปรตีนของร่างกาย ไม่ถูกนำมาใช้สร้างพลังงาน นอกจากนี้ หากรับประทานโปรตีนในปริมาณมาก อาจเป็นอันตรายแก่ผู้บริโภคด้วย เนื่องจากกรดอะมิโน(โปรตีน)ไม่สามารถเก็บสะสมในร่างกาย ต้องขับถ่ายออกมาในรูปของยูเรีย ทำให้เพิ่มการทำงานของไต