Theo George Cahill (1927 - 2012), người đã nghiên cứu rất sâu về bệnh tiểu đường và là chuyên gia hàng đầu về sinh lý học nhịn ăn, có 5 giai đoạn sử dụng năng lượng trong quá trình nhịn ăn như sau:
- Khi ăn: Đường huyết tăng lên khi ta hấp thụ thức ăn. Insulin tăng lên để đưa glucose vào tế bào, sử dụng nó làm năng lượng. Glucose dư thừa được lưu trữ dưới dạng glycogen trong gan hoặc chuyển hóa thành chất béo.
- Giai đoạn sau hấp thu (6 - 24 giờ sau bữa ăn cuối): Lượng đường trong máu và mức insulin giảm. Để cung cấp năng lượng, gan bắt đầu phân hủy glycogen, giải phóng glucose. Trữ lượng glycogen đủ cho khoảng 24 - 36 tiếng.
- Tạo đường mới (gluconeogenesis) (24 giờ - 2 ngày sau khi bắt đầu nhịn): Dự trữ glycogen đã cạn kiệt. Gan sản xuất glucose mới từ các axit amin (thành phần chính của chất đạm) bằng một quá trình mới gọi là gluconeogenesis (nghĩa đen là “tạo ra glucose mới”). Mức đường huyết giảm xuống nhưng vẫn trong giới hạn bình thường.
- Ketosis (2 - 3 ngày sau khi bắt đầu nhịn ăn): Mức insulin thấp kích thích quá trình phân giải mỡ, phân hủy chất béo để lấy năng lượng. Chất béo lưu trữ trong các mô mỡ được phân giải thành gốc glycerol và ba chuỗi axit béo. Glycerol được sử dụng để tạo glucose mới, còn các axit amin trước kia dùng để tạo glucose sẽ được chuyển sang để tổng hợp protein. Các axit béo sẽ trực tiếp cung cấp năng lượng cho hầu hết các mô của cơ thể, trừ não. Cơ thể dùng axit béo để tạo ra ketone, nó có khả năng vượt qua hàng rào máu não và cho não sử dụng như nguồn năng lượng. Sau bốn ngày nhịn ăn, khoảng 75% năng lượng não sử dụng là do ketone cung cấp. Hai loại ketone chính được tạo ra là beta - hydroxybutyrate (thành phần tương tự với ghee) và acetoacetate, tăng hơn 70 lần khi nhịn ăn.
- Giai đoạn bảo tồn protein (5 ngày sau khi bắt đầu nhịn ăn): Các hormone tăng trưởng được đẩy lên mức cao để duy trì khối lượng và các mô nạc. Năng lượng cho quá trình chuyển hóa cơ bản hầu như do axit béo và ketone cung cấp. Glucose trong máu được tạo ra từ glycerol. Nồng độ norepinephrine (adrenaline) tăng lên ngăn chặn hiện tượng giảm tỷ lệ trao đổi chất, ví dụ protein vẫn luân chuyển bình thường trong cơ thể, nhưng không được dùng làm năng lượng.
Trên đây là toàn bộ quá trình mà cơ thể bạn sẽ trải qua khi nhịn ăn. Hiểu một cách đơn giản, nhịn ăn không có nghĩa là cơ thể bạn sẽ "tắt đài" hoàn toàn. Thay vào đó, nó sẽ kích hoạt một loạt các cơ chế thông minh để huy động nguồn năng lượng dự trữ, đảm bảo mọi hoạt động vẫn diễn ra suôn sẻ. Hãy tưởng tượng cơ thể bạn như một cỗ máy được trang bị kho dự trữ nhiên liệu dồi dào, sẵn sàng cung cấp năng lượng khi cần thiết.