食物的变化会使人体能量代谢模式切换，生酮饮食的原理之一

葡萄糖是所有体内细胞能量的主要来源，我们从食物中的碳水化合物获取大多数的葡萄糖。当一段时间不吃东西，例如两餐之间、睡眠期间或禁食，我们的血糖值就会下降，能源生产量受限。尽管如此，我们细胞对能量的需求可是一天二十四小时不中断，为了保持能量水平，身体调动体内脂肪，脂肪细胞释放脂肪酸。透过这种方式，身体永远可以启动葡萄糖或脂肪酸作为燃料，供给能量稳定的需求。

虽然这个过程非常适合身体，但却不适用于大脑，大脑无法利用脂肪酸来满足其能量的需求，所以它需要替代的能量来源。这种替代燃料来源来自酮体或酮的形式。酮体是一种来自肝脏转化脂肪酸所产生的特殊高能量燃料，体内所有的细胞除了肝脏和红血球细胞外，都可以燃烧酮体产生能量，不过，它们主要是供给大脑和神经系统。在两餐之间，当血糖值下降时，肝脏会开始将脂肪酸转化为酮体，血酮值因此上升。当吃过含有碳水化合物的餐点后，血糖值会上升，示意肝脏停止生产酮体，随后血酮值逐渐下降，透过这个方式，大脑有源源不绝来自葡萄糖或酮体的能量可以维生。

成人的大脑一天大约使用100-150公克的葡萄糖，如果大脑只仰赖葡萄糖，在只喝水的全面禁食下，大脑就得调动体内的蛋白质以获取葡萄糖。若要供应大脑每日所需的100-150公克葡萄糖，身体需要每天分解172~259公克的体内蛋白质。不过，若以这种难以持续的蛋白质分解速率，死亡会在两周内发生。但只喝水禁食的人却可以存活两个月以上，这又是如何做到的呢？他们之所以可以禁食这麽久，是因为部分脂肪酸被释出转化成酮体，供应大脑能量的需求，因此体内的瘦肉组织不致于受损。

如果饮食中缺乏脂肪，更多的瘦肉组织会被分解，因为酮体是来自脂肪。很多时候採取低脂饮食的人之所以体重减轻是因为肌肉组织被分解，而在低碳水化合物、高脂饮食下，瘦肉组织不会受到破坏，减重主要是因为身体的脂肪减少。

来自脂肪酸的酮体有三种：β-羟基丁酸（BHB）、乙酰乙酸（AcAc）和丙酮，和葡萄糖一样，任何时刻血液中都含有酮体。

一个健康的成人每天肝脏可以产生高达185公克的酮体，当一个人经过一整夜禁食后，酮体可供给身体2~6%的能量需求，当一个人禁食长达三天时，酮体可供给身体30~40%的能量需求。当身体燃烧葡萄糖的机制转为燃烧脂肪模式而产生酮体时，就表示这个人已进入了生酮状态（Ketosis）。

跳过一餐饭不吃的几个小时后，体内的酮体会开始增加。通宵禁食的隔天早上，一般血液的正常酮体值大约在0.1~0.2mM/L之间，不过也有可能高达0.5mM/L。如果继续禁食（或限制碳水化合物），体内的酮生产量会继续增加，经过两天的禁食，血液中的酮体值大约会上升到1.0~2.5mM/L。纯喝水的禁食大约要经过三至五天，丙酮代谢模式才不至退转，经过一个星期或更多天数的禁食，非糖尿病禁食者的血中酮体值大约在5~7mM/L。在禁食期间，一旦酮值达到这个数值，它就会大致保持不变，不会因为禁食的时间拉长而再度升高。

除非摄取极低的碳水化合物,不然你无法进入丙酮代谢模式，对大多数人来说，这意味著每天大约40公克以下。也就是说，大多数人每日摄取高达300公克碳水化合物，有些人还更多，不过当你禁食时，你完全不碰碳水化合物，所以体内主要的葡萄糖燃烧模式会转换为燃烧脂肪模式（即丙酮代谢模式），两至三天的禁食，你会进入酮态。当你採取低碳水化合物饮食时，所需的时间可能更久，通常大约五至七天，或者更长，视你的碳水化合物摄取量和你的总食物量而定。

每个人要维持在酮态，可摄取的碳水化合物总量因人而异，有些人对碳水化合物比较敏感，为了进入酮态，他们得摄取比一般人更少的碳水化合物。大多数人一天摄取40~50公克的碳水化合物就可以进入适度温和的生酮状态阶段，而对碳水化合物敏感的人，包括多数过重的个体,可能需要将碳水化合物摄取量减至20~30公克才会有相同的效益。