脳の唯一のエネルギー源はブドウ糖だということが知られています。全身の細胞はエネルギー源となるブドウ糖、脂肪酸、アミノ酸を細胞膜から通過させて取り込み、細胞内のミトコンドリアでエネルギー化させるのが原則です。原則というのは、それ以外もあるということで、脳細胞だけはブドウ糖しか使うことができません。「使うことができない」という表現をすると、ブドウ糖も脂肪酸もアミノ酸も細胞に入っているのに使われないと勘違いされることもあるのですが、実際には脳細胞に取り込まれているのはブドウ糖だけです。
では、脳細胞にはブドウ糖しか通過しないのかというと、細胞そのものは通過させることができないわけではありません。それなのにブドウ糖しかエネルギーにならないのは、血管の機能に関係があります。毛細血管には血液脳関門という血管から脳細胞に血液を通過させるときに関門（ゲート）があって、脳細胞に必要な成分（栄養素、ホルモンなど）を通過させて、不必要なものは通過させないようにしています。この関門のおかげで、脳の正常な機能が保たれているわけです。
この血液脳関門がエネルギー源ではブドウ糖しか通過させないために、脳細胞はブドウ糖しか取り入れることができず、ブドウ糖が脳細胞の唯一のエネルギー源になっているということです。ブドウ糖は、すぐにエネルギー化される単糖類で、血液中のブドウ糖が減少した低血糖状態になると、すぐに脳で作られるエネルギーが減ることになります。このエネルギーが脳細胞を働かせることになるのですが、細胞内で作り出されたエネルギーは、その細胞の中だけでしか使うことができません。いわば“地産地消”の状態で、電気のように他のところに流れていって、離れたところに影響が与えられるわけではありません。その細胞を働かせるだけなので、すべての細胞に必要な最低限度のブドウ糖を摂らなければ脳を正常に働かせることはできなくなり、脳がコントロールしている全身の機能も正常に保つことができなくなるということです。