Üks esimesi nälja toimemehhanismi uurijaid oli tuntud pato – füsioloog, vene professor Viktor Pasutin (1845–1901). Ta pühendas nälja uurimisele aastaid ning uuris selle rolli nii inimese kui ka looma arengus. Tema määratluse järgi on nälg organismi seisund, mille puhul tema kulutusi ei kaeta osaliselt või täielikult väljastpoolt ning ta on sunnitud eksisteerima omaenese varude arvelt.
Miks on loodus kinkinud meile sellise tunde nagu nälg? Neile küsimustele on andnud vastuse füsioloogide eksperimendid. Teame, et elu aluseks on pidev ainevahetus. Et hoida sisekeskkonna tegevus teatud tasemel, on organismil vaja olla veendunud selles, et tema toitainete varud täienevad pidevalt ning et pole nende lõppemise ohtu. Seepärast tekibki inimesel nälg juba hulk aega enne seda, kui tema sisemised varud lõpevad.
Loomkatsed on näidanud, et nälja- ja küllastustunde emotsioonid tekivad aju teatud piirkondades ärrituse tulemusena. Neid piirkondi nimetatakse vastavalt näljakeskuseks ja küllastuskeskuseks. Kui näljakeskus hävitada, kaob näljatunne sootuks ning organism hukkub täieliku kurnatuse tõttu. Küllastuskeskuse purustamine põhjustaks aga kestva näljatunde. Näljakeskuses tekkiv näljatunne on vajalik selleks, et toitainete varud ootamatult otsa ei saaks.
Vene füsioloogide Pjotr Anohhini (1898–1974) ja Konstantin Sudakovi (1932–2013) juhtimisel tehtud uuringutest selgus, et tühja kõhu tunne on organismile nagu agent, kes teatab näljakeskusele, et toitainete tase on hakanud kõikuma. Selle raporti peale näljakeskus erutub ja mõjustab ajukoore otsmikupiirkondi, mis vastutavad toitumise eest. Uuringute käigus tuli välja veel üks huvitav asjaolu: pärast erutavat teadet toitainetaseme alanemisekohta on näljakeskus suuremas ärritusseisundis ainult esimestel näljapäevadel, rahunedes seejärel. Ärrituse pidurdumine kestab sama kaua, kuni organismis leidub sisemisi varusid, millest toituda.
Füsioloogid on katsetega tõestanud, et organismis on paastu ajaks kasutada varusid suures ulatuses: tervelt 40–45% inimese kehakaalust. Kui täielikul paastumisel vähenes kehakaal 20–25%, ei täheldatud organites ja kudedes mingeid patoloogilisi muutusi. Alles kaalulangus üle 40% võib põhjustada pöördumatuid muutusi, näiteks maksa ja neerude rasvväärastust ja degeneratiivseid muudatusi närvisüsteemis.
Tänapäeval praktiseeritava doseeritud ravipaastu käigus kaotavad patsiendid 25–30 päevaga kaalust 12–15%, mis on tunduvalt alla ohtliku piiri.