Виснаження запасів поживних речовин в тканинах організму під час голодування. Хоча тканини для енергетичних цілей переважно використовують вуглеводи, а не жири або білки, кількість запасаються в організмі вуглеводів в нормі становить усього кілька сотень грамів (головним чином глікогену печінки і м'язів) і може бути достатнім для енергетичного забезпечення функцій організму протягом приблизно 12 год, тому поступове зменшення вмісту жирів і білків в тканинах неминуче, за винятком кількох перших годин голодування.

Жири є першорядним джерелом енергії, оскільки енергії, створюваної запасами жирів, в організмі міститься в 100 разів більше, ніж створюваної запасами вуглеводів. Швидкість витрачання жирів протягом тривалого часу залишається незмінною до тих пір, поки запаси жирів в організмі не вичерпаються.

Білки проходять три етапи витрачання: спочатку вони витрачаються швидко, потім витрата значно знижується, а незадовго до настання смерті знову настає період швидкого витрачання білка. Початковий період швидкого витрачання білка пов'язаний з легкомобілізуемимі білками для їх перетворення на глюкозу з метою подальшого її використання головним чином головним мозком.

Але залишилися білки извле чь вже не так легко. У цей час швидкість глюконеогенеза знижується до 1/3-1/5 колишньої швидкості, і швидкість використання білків різко знижується. Зменшення кількості доступної глюкози запускає цілу серію процесів, які істотно підвищують використання і перетворення деяких продуктів розщеплення жирів в кетонові тіла, формуючи стан кетозу. Кетонові тіла, подібно глюкози, здатні проходити через гематоенцефалічний бар'єр і можуть використовуватися клітинами головного мозку для отримання енергії, тому в цих умовах майже 2/3 енергії головний мозок отримує за рахунок метаболізму кетонових тіл, головним чином гидроксибутирата. Така послідовність подій призводить до часткового заощадження білків.

У результаті настає період, Коли запаси жирів повністю вичерпуються і єдиним джерелом енергії стають білки. В цей час білки вступають у фазу швидкого використання. У зв'язку з тим, що білки важливі для підтримки функцій клітин, летальний результат зазвичай неминучий, коли білки тканин організму виявляються витрачені на 50% щодо вихідного рівня.

Дефіцит вітамінів при голодуванні. Запасів деяких вітамінів, особливо водорозчинних вітамінів групи В та вітаміну С, під час голодування вистачає не надовго. В результаті після голодування протягом тижня або більше починає проявлятися помірно виражений дефіцит вітамінів, через тиждень він стає різко вираженим. Такий дефіцит може бути суттєвим доповненням до тих порушень, які ведуть до смерті.