在人体处于空腹状态时，为了保证身体各组织特别是大脑等重要器官对葡萄糖的需求，机体会启动一系列复杂的生理机制来维持血糖水平。主要通过肌肉和肝脏的作用实现这一过程。
1. 肝脏的糖异生作用：当食物摄入减少或停止后，血液中的葡萄糖浓度下降，胰岛素分泌也会随之减少，而胰高血糖素等升糖激素的分泌则会增加。在这些激素的影响下，肝脏开始进行糖异生作用。糖异生是指非碳水化合物物质（如乳酸、甘油和某些氨基酸）转化为葡萄糖的过程。通过这种方式，即使是在没有食物摄入的情况下，肝脏也能产生新的葡萄糖释放入血液中，以保持血糖浓度在一个相对稳定的水平。
2. 肝糖原分解：除了糖异生之外，在空腹状态下，肝脏还会分解储存的糖原（一种多糖形式的能量储备），将其转化为葡萄糖并释放到血液循环中。这一步骤对于快速提高血糖水平特别重要。
3. 肌肉的作用：虽然肌肉本身并不直接产生新的葡萄糖分子供其他组织使用，但它可以通过减少自身对血液中葡萄糖的消耗来间接帮助维持血糖水平。在空腹期间，肌肉会更多地依赖于脂肪酸作为能源物质，从而减少了其对血糖的需求，使得更多的葡萄糖可以被分配给大脑等更需要它的器官。

综上所述，在空腹状态下，通过肝脏的糖异生作用、肝糖原分解以及肌肉减少对血糖消耗的方式，共同维持了人体血糖水平的稳定。这对于保障机体在长时间不进食的情况下仍能正常运作至关重要。