Вуглеводи є цукрами, і метою їх гомеостазу (тобто балансу) є забезпечення нервової тканини (мозку), в умовах нехарчового споживання, кількості глюкози, достатньої для її функціонування. Нервова тканина, по суті, функціонувати належним чином, суворо залежить від глюкози. Подальшою метою гомеостазу глюкози є зберігання в деяких органах надлишку енергетичних речовин, зокрема глюкози, введеної з їжею, що перешкоджає надмірному збільшенню цукру в крові (тобто концентрації глюкози в крові).
Після ночі голодування глюкоза в крові в основному використовується мозком, в меншій мірі - червоними кров'яними клітинами, кишечником і інсуліночутливими тканинами (м'язовою і жировою тканиною), що є гормоном, вона дозволяє цим же тканинам скористатися глюкозою і зберігати її всередині них. Печінка здатна зберігати глюкозу у вигляді глікогену (багато молекул глюкози «упаковані» разом) і випускати її у вигляді глюкози. Підшлункова залоза відіграє фундаментальну роль у гомеостазі цукрів. Фактично виробництво глюкози в печінці регулюється двома гормонами, інсуліном і глюкагоном. При відсутності інсуліну відбувається вивільнення глюкози з печінки в кров, що призводить до збільшення цукру в крові ( гіперглікемії ) в самій крові. За відсутності глюкагону, печінкове вивільнення глюкози блокується, що призводить до зниження рівня глюкози в крові ( гіпоглікемія ). Крім того, використання глюкози іншими органами, що називається периферичним, також відображається в зниженні рівня цукру в крові; це призводить до зниження рівнів інсуліну (кількості циркулюючого інсуліну), збільшення глюкагонемії (кількості циркулюючого глюкагону) і санації системи за рахунок збільшення вивільнення глюкози в печінці.
Поруч і в рівновазі з системою інсулін-глюкагон існує так звана контр-острівна або контурна система, представлена гіпофізом і наднирковими залозами. Через секрецію гормонів, таких як GH, ACTH, кортизол і катехоламіни (адреналін і норадреналін), ця система надає гіперглікемічний ефект, тобто збільшує вивільнення глюкози в кровообіг.
Після прийому їжі глюкоза, що поглинається з кишкового тракту, викликає збільшення цукру в крові. Вуглеводи (які є полісахаридами, або складаються з різних типів цукрів, зібраних разом), колись досягали кишечника, зводяться до моносахаридів, які являють собою глюкозу (80%), фруктозу (15%) і галактозу (5%). Потім вони поглинаються клітинами слизової оболонки кишечника і, звідси, транспортуються до крові. Як правило, після змішаного прийому їжі (50% вуглеводів, 35% жирів, 15% білків) глікемія повертається до попереднього рівня підготовки (до обіду) приблизно через 2-3 години.
Проходження і поглинання енергії цукрів (а також білків і жирів) через травний тракт викликають серію сигналів, що дозволяють зберігати поживні речовини в різних органах. У той же час стимулюється секреція інсуліну, головного глікемічного регулюючого гормону. Збільшення плазмових рівнів цього гормону викликає зниження рівнів глюкагону, його антагоніста і викликає зниження вивільнення глюкози в печінці, оскільки він пригнічує розпад глікогену в глюкозу (глікогеноліз) і синтез нової глюкози. амінокислоти (глюконеогенез). Печінка, яка вільно проникна для глюкози, секвеструє близько 50% глюкози для перетворення її в глікоген (дія, контрольована інсуліном). Глюкоза, не захоплена печінкою, розподіляється в м'язовій і жировій тканинах. Коли рівень цукру в крові має тенденцію до зниження, спостерігається поступове збільшення виробництва глюкози в печінці, одночасно зі зниженням рівнів інсуліну в плазмі і збільшенням контрастних гормонів, зокрема глюкагону.
