
ในภาวะปกติ สมอง จะใช้น้ำตาลกลูโคสเป็นแหล่งเชื้อเพลิงหลักในการสร้างพลังงาน แต่ในภาวะที่มีน้ำตาลกลูโคสไม่เพียงพอให้สมองใช้ สมองก็จะใช้คีโตนบอดี้มาเป็นเชื้อเพลิงเพื่อทดแทนเชื้อเพลิงที่ขาดไป คีโตนบอดี้จะถูกสร้างขึ้นจากการสลายไขมันออกมาเป็นกรดไขมัน และสลายกล้ามเนื้อออกมาเป็นกรดอะมิโน หรือใช้กรดไขมันและกรดอะมิโนที่ได้จากการกินอาหาร แล้วส่งให้ ตับ ผลิตคีโตนบอดี้ออกมาผ่านกระบวนการ ketogenesis กรดไขมันทุกตัวสามารถนำมาผลิตเป็นคีโตนบอดี้ได้ แต่มีกรดอะมิโนเพียง 6 ตัวเท่านั้นที่สามารถนำมาผลิตเป็นคีโตนบอดี้ได้ ส่วนกรดอะมิโนอีก 14 ตัว จะถูกนำไปผลิตเป็น น้ำตาลกลูโคส คีโตนบอดี้ที่ผลิตได้จะถูกขนส่งผ่านกระแสเลือดไปให้สมองนำเป็นสร้างเป็นพลังงานผ่าน กระบวนการหายใจระดับเซลล์(cellular respiration)ต่อไป

คีโตนบอดี้ที่ถูกสร้างขึ้นจากตับ จะอยู่ในรูปของ Acetoacetate และ 3-hydroxybutyrate ซึ่งจะถูกเปลี่ยนให้เป็น Acetoacetyl CoA แล้วกลายเป็น Acetyl CoA เข้าสู่วัฏจักรเครบส์และห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน จนได้เป็น ATP Acetoacetate 1 โมเลกุล สามารถนำไปสร้างเป็นพลังงานได้เพียง 22 ATP กับอีก 2 GTP หรือรวมแล้วเทียบเท่ากับ 24 ATP ซึ่งน้อยกว่าการใช้น้ำตาลกลูโคสที่เพียง 1 โมเลกุล สามารถนำไปสร้างเป็นพลังงานได้มากถึง 36-38 ATP

ในช่วงประมาณ 3-4 วันแรก สมองจะใช้คีโตนบอดี้ได้เพียง 25% ของ ketone bodies ทั้งหมดที่ถูกสร้างขึ้นเท่านั้น จึงทำให้สมองขาดพลังงานอย่างหนักจนทำให้เกิดอาการวิงเวียนและอ่อนเพลีย ส่วนคีโตนบอดี้ที่เหลืออีก 75% นั้นจะถูกขับออกผ่าน ลมหายใจ เหงื่อ และปัสสาวะ จึงทำให้ทั้ง ลมหายใจ เหงื่อ และปัสสาวะ มีกลิ่นเหมือนอะซิโตน แต่เมื่อเวลาผ่านไป สมองจะใช้คีโตนบอดี้ได้มากขึ้นเรื่อยๆ จนถึงประมาณ 70% จึงทำให้อาการวิงเวียนและอ่อนเพลียลดลง ส่วนคีโตนบอดี้ที่เหลือก็จะเหลือเพียงไม่ถึง30% ซึ่งน้อยจนจมูกไม่สามารถตรวจจับกลิ่น แต่ก็ยังเหลืออยู่ในระดับที่สามารถตรวจเจอได้ในปัสสาวะ หากตรวจปัสสาวะแล้วไม่เจอคีโตนบอดี้ จะถือว่าการใช้ ketogenic diet ไม่ประสบความสำเร็จเนื่องจากในสัดส่วนอาหารที่ใช้อยู่ในขณะนั้นไม่เหมาะสมกับการผลิตคีโตนบอดี้ หากสถานการณ์นี้เกิดขึ้นในผู้ป่วยโรคลมชัก จะพบว่าจะไม่สามารถควบคุมความถี่ของการชักได้ต้องปรับสัดส่วนของอาหารใหม่ ให้มีสัดส่วนไขมันเพิ่มมากขึ้น และมีสัดส่วนของโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตลดลง เพื่อให้เกิดการผลิตคีโตนบอดี้มากขึ้น

นอกจากสมองแล้ว หัวใจและกล้ามเนื้อก็เป็นอวัยวะที่สามารถใช้คีโตนบอดี้เป็นเชื้อเพลิงได้เช่นกัน แต่เนื่องจากทั้งหัวใจและกล้ามเนื้อนั้นเป็นอวัยวะที่สามาถใช้กรดไขมันและกรดอะมิโนได้โดยตรงอยู่แล้ว โดยกรดไขมันนั้นจะผ่านกระบวนการที่ชื่อว่า บีตาออกซิเดชัน(β-oxidation) ก่อนแล้วจึงเข้าสู่กระบวนการ cellular respiration ส่วนกรดอะมิโนนั้นสามารถเข้าสู่กระบวนการ cellular respiration ได้โดยตรงเลย การใช้คีโตนบอดี้ในหัวใจและกล้ามเนื้อจึงมีสัดส่วนที่น้อย