Carbohidrații sunt zaharuri și scopul homeostaziei lor (adică echilibrul) este de a furniza țesutului nervos (creier), în condițiile lipsei de aport alimentar, cantitatea de glucoză suficientă pentru funcționarea sa. De fapt, pentru a funcționa corect, țesutul nervos este strict dependent de glucoză. Un alt scop al homeostaziei glucozei este acela de a stoca în unele organe excesul de substanțe energetice, în special glucoza, introdusă împreună cu alimentele, prevenind o creștere excesivă a glicemiei (adică a concentrației de glucoză din sânge).
După o noapte de post, glucoza prezentă în sânge este utilizată în cea mai mare parte de creier, într-o măsură mai mică de celulele roșii din sânge, intestine și țesuturi sensibile la insulină (mușchi și țesut adipos), care este hormonul pe care îl permite acestor aceleași țesuturi să profite de glucoză și să o stocheze în ele.Ficatul este capabil să stocheze glucoza sub formă de glicogen (multe molecule de glucoză „ambalate” împreună) și să o elibereze sub formă de glucoză.un rol fundamental în homeostazia zaharurilor. De fapt, producția de glucoză de către ficat este reglementată de doi hormoni, insulina și glucagonul.În absența insulinei există o eliberare de glucoză din ficat în sânge, ceea ce duce la o creștere a zahărului din sânge (hiperglicemie) în sângele însuși. În absența glucagonului, descompunerea hepatică a glucozei este blocată cu reducerea consecventă a acestuia în sânge (hipoglicemie). Utilizarea glucozei de către alte organe, numite periferice, se reflectă și într-o reducere a glicemiei; urmează o reducere a insulinemiei (cantitatea de insulină în circulație), o creștere a glucagonemiei (cantitatea de glucagon în circulație) și o reajustare a sistemului printr-o „eliminare hepatică crescută a glucozei.
Alături și în echilibru cu sistemul insulină-glucagon, există așa-numitul sistem anti-regulator sau sistem antiinsular, reprezentat de glandele pituitare și suprarenale. Prin secreția de hormoni precum GH, ACTH, cortizol și catecolamine (adrenalină și noradrenalină), acest sistem exercită un efect hiperglicemic, adică crește eliberarea de glucoză în circulație.
După masă, glucoza absorbită din tractul intestinal determină o creștere a zahărului din sânge. Carbohidrații (care sunt polizaharide, sau formați din diferite tipuri de zaharuri împreună), odată ajunși în intestin, sunt reduși la monozaharide, care sunt glucoza (80%), fructoza (15%) și galactoză (5%). apoi absorbit de celulele mucoasei intestinale și, de acolo, sunt transportate în sânge. În general, după o masă mixtă (50% carbohidrați, 35% grăsimi, 15% proteine) zahărul din sânge revine la nivelurile dinaintea mesei (cele înainte de prânz) după aproximativ 2-3 ore.
Trecerea și absorbția de energie a zaharurilor (dar și a proteinelor și grăsimilor) prin tractul digestiv declanșează o serie de semnale care permit stocarea nutrienților în diferite organe. În același timp, este stimulată secreția de insulină, principalul hormon de reglare a zahărului din sânge. Creșterea nivelurilor plasmatice ale acestui hormon determină o scădere a nivelurilor de glucagon, antagonistul acestuia, și determină o scădere a clearance-ului hepatic al glucozei, deoarece inhibă descompunerea glicogenului în glucoză (glicogenoliză) și sinteza glucozei noi din aminoacizi ( ficatul, care este liber permeabil la glucoză, captează aproximativ 50% din glucoză pentru ao transforma în glicogen (acțiune controlată de insulină). Glucoza care nu este sechestrată de ficat este distribuită în mușchi și țesut adipos. Când glicemia tinde să scadă, există o creștere treptată a producției hepatice de glucoză, împreună cu o scădere a nivelului de insulină plasmatică și o creștere a hormonilor contrainsulari, în special a glucagonului.
