Na skutek procesów metabolicznych tłuszcz bywa czasami przetwarzany w związki ketonowe, które z kolei mogą być utleniane w centralnym układzie nerwowym lub w mięśniach. Dwoma ważnymi związkami ketonowymi, mającymi biologiczne znaczenie w ustroju, są: kwas acetooctowy i kwas beta-hydromasłowy. Podczas przedłużającego się postu czy ograniczenia dopływu kalorii lub ćwiczeń, powodujących wyczerpanie zapasów glikogenu, stężenie glukozy we krwi musi pozostawać na bezpiecznym poziomie, do chwili wytworzenia odpowiedniej liczby związków ketonowych. Wszystkie procesy związane z produkcją źródeł energii dla organizmu są regulowane przez hormony, takie jak: insulina, glukagon, hormon wzrostu (somatotropina), adrenalina i kortyzol. Glukagon jest hormonem powstającym w wyspach trzustkowych, którego ilość zwiększa się, gdy opada poziom insuliny. Powoduje on nie tylko podniesienie poziomu glukozy w osoczu krwi, ale również zwiększenie koncentracji karnityny w wątrobie, co pociąga za sobą uaktywnienie całego systemu produkcji związków ketonowych. Raz zapoczątkowany proces tworzenia związków ketonowych jest wprost proporcjonalny do ilości wolnych kwasów tłuszczowych, powstałych na skutek rozkładu zmagazynowanego tłuszczu.
Zarówno głodowanie, jak też niski poziom cukru we krwi (hipoglikemia), powodują zwiększenie ilości glukagonu, hormonu wzrostu i adrenaliny w organizmie. Wzrost poziomu wszystkich tych substancji prowadzi z kolei do zwiększenia poziomu wolnych kwasów tłuszczowych oraz związków ketonowych, co pomaga ograniczyć procesy kataboliczne białek w mięśniach. Związki ketonowe są nie tylko dobrym źródłem energii, umożliwiającym odkładanie glukozy i glikogenu w mięśniach, ale również okazały się stymulować wydzielanie hormonu wzrostu. Badania naukowe dowiodły także, iż pobór beta-hydroksymaślanu zmniejsza ilość protein ulegających procesom katabolicznym u osób otyłych, będących na diecie głodowej.
Chociaż karnityna nie jest wymagana przy zużyciu związków ketonowych przez większość tkanek organizmu, posiada jednak zdolność do pobudzania produkcji tych związków.
