Nel caso di digiuno, i livelli di glucosio ematico subiscono un decremento accompagnato ad una riduzione dei livelli di insulina, favorendo l'incremento di glucagone, ormone incaricato di mantenere stabile la glicemia in carenza di glucosio, prevalentemente tramite i processi di utilizzo del glicogeno epatico (glicogenolisi epatica) e degli acidi grassi liberi (FFA) e trigliceridi derivanti dal tessuto adiposo. Questo decremento dell'insulina determina una minore captazione di glucosio da parte del muscolo scheletrico e cardiaco ed un loro maggiore utilizzo di lipidi come substrato energetico. Ciò è dato dal fatto che le membrane del muscolo scheletrico e cardiaco a riposo sono poco permeabili al glucosio (captazione basale da parte dei GLUT-1), tranne appunto in presenza di insulina (attivazione dei GLUT-4). Altri ormoni iperglicemizzanti (controinsulari) intervengono successivamente a supporto del glucagone per mantenere stabile la glicemia, ovvero catecolamine (adrenalina, noradrenalina), cortisolo, e ormone della crescita (GH), i quali stimolano in maniera differenziata i processi catabolici di lipolisi, glicogenolisi, gluconeogenesi e proteolisi.