Під час голодування організм робить все можливе для збереження мозку. Мозок має найвищий пріоритет, коли йдеться про доступ до основних поживних речовин та палива. Отже, мозок - це остання область, яка страждає від дефіциту їжі. Існують навіть деякі докази того, що короткі періоди голодування можуть бути здоровими для мозку. Однак навіть мозок повинен врешті метаболізувати власні нейрони, щоб зберегти решту мозку живими.
Кетоз
Під час початкових фаз голодування або водного голодування організм перетворює глікоген, що зберігається в печінці та м’язах, у глюкозу. Приблизно через 24 години використання накопиченого глікогену як джерела енергії організм переходить на спалювання жиру. Деякі м’язові та сполучні тканини також використовуються для забезпечення складових важливих біологічних каталізаторів. Оскільки жири не можуть перетнути гематоенцефалічний бар'єр, мозок не може використовувати жири як джерело енергії. Однак жировий обмін у печінці виробляє кетонові тіла як побічний продукт. Мозок може використовувати ці речовини як джерело енергії. Стан, при якому кетонові тіла стали головним джерелом енергії для мозку, називається "кетоз".
Стабільність нейрона
Кетоз не є нездоровим для мозку, стверджує Лайл Макдональд, автор книги "Кетогенна дієта". Насправді є деякі свідчення того, що кетоз може стабілізувати нейрони в мозку. Давньогрецькі медики успішно вилікували деякі випадки епілепсії з голодуванням. Судоми, які виникають при епілепсії, трапляються, коли локалізовані нейрони отримують гіперзбудження і інтенсивне вистрілення поширюється на більші ділянки мозку. Хоча не зовсім зрозуміло, чому кетонові тіла можуть стабілізувати нейрони і захистити від судом. В останні роки так звану кетогенну дієту застосовували як лікування епілепсії. Ця дієта складається в основному з жиру.
Розпад м'язів і нейронів
Коли голодування дозволяється тривати протягом тривалого періоду, більша частина запасів жиру в організмі витрачається, а дефіцит вітамінів і мінералів стає значним. На даний момент єдиним шансом організму на виживання є метаболізація власних м’язів та сполучної тканини. Мозку теж не вистачає необхідних поживних речовин і починає розщеплювати власні нейрони, щоб зберегти решту в живих. Згідно з дослідженням, опублікованим у випуску "Журналу біологічної хімії" за січень 2009 року, чоловічий та жіночий мозок по-різному реагують під час голодування. Чоловічий мозок швидше починає використовувати власну тканину для постачання поживних речовин.
Зменшення обсягу мозку
Коли мозок починає руйнувати власні нейрони, мозок буквально скорочується. Однак ця усадка є зворотною, якщо закінчується голодування. Дослідження, опубліковане в травневому випуску "Міжнародного журналу про порушення харчування", показало зменшення обсягу мозку у людей з нервовою анорексією. Коли анорексики голодують, щоб схуднути, їхній мозок починає метаболізувати власну сіру речовину. Однак ті, хто набрав вагу, також повернули обсяг мозку.
