Eine ketogene Ernährung ist eine kohlenhydratreduzierte Ernährungsform, bei der der Energiebedarf durch die Zufuhr größerer Mengen an Fett gedeckt werden kann. Eine Reduktion der Kohlenhydratzufuhr auf täglich ≤ 20 – 30 g führt zu erhöhten Blutkonzentrationen an sogenannten Ketonkörpern (Aceton, Acetoacetat, β-Hydroxybutyrat). In den Mitochondrien der Leber werden Ketonkörper aus Acetyl-CoA gebildet, das aus der β-Oxidation von Fettsäuren stammt. Als transportable Form des Acetyl-CoAs stellen die Ketonkörper eine alternative Energiequelle dar. In den Mitochondrien extrahepatischer Gewebe können diese unter vergleichsweise geringer Bildung von Sauerstoffradikalen verstoffwechselt werden. Die Nutzung von Ketonkörpern verbessert die Funktion der in den Mitochondrien lokalisierten Atmungskette, über die mehr als 90% der Energie des Organismus in Form von Adenosintriphosphat (ATP) gebildet werden.