Karbohydrater er sukkene og hensikten med deres homeostase (dvs. balanse) er å gi nervesvevet (hjernen), i forhold til ikke-diettinntak, mengden glukose som er tilstrekkelig for dens funksjon. Nervesystemet, for å fungere ordentlig, er strengt glukoseavhengig. Et ytterligere formål med glukose homeostase er å lagre i noen organer overskudd av energiske stoffer, spesielt glukose, introdusert med mat, og forhindrer en overdreven økning i blodsukker (dvs. konsentrasjonen av glukose i blodet).
Etter en fastende natt er glukose i blodet mest brukt av hjernen, i mindre grad av røde blodlegemer, tarmer og insulinfølsomme vev (muskel og fettvev), som er hormonet som det gjør at de samme vevene kan dra nytte av glukose og lagre den i dem. Leveren er i stand til å lagre glukose i form av glykogen (mange molekyler glukose "pakket" sammen) og slippe det i form av glukose. Bukspyttkjertelen spiller en grunnleggende rolle i homeostasen av sukker. Faktisk er produksjonen av glukose i leveren regulert av to hormoner, insulin og glukagon. I fravær av insulin er det en utgivelse av glukose fra leveren inn i blodet, noe som fører til økning i blodsukker ( hyperglykemi ) i selve blodet. I fravær av glukagon blokkeres hepatisk frigjøring av glukose, med tilhørende reduksjon av glukose i blodet ( hypoglykemi ). Videre er bruken av glukose av andre organer, kalt perifer, også reflektert i en reduksjon i blodsukker; Dette fører til en reduksjon i insulinnivået (mengden insulin som sirkulerer), en økning i glukagonemi (mengde sirkulerende glukagon) og en justering av systemet gjennom en økt leverglukosefrigivelse.
Ved siden av og i likevekt med insulin-glukagon-systemet er det det såkalte mot-insulære eller kontrainsulære systemet, representert ved hypofysen og binyrene. Gjennom utsöndring av hormoner som GH, ACTH, kortisol og katecholaminer (adrenalin og noradrenalin), utøver dette systemet en hyperglykemisk effekt, det vil si at det øker frigjøringen av glukose i sirkulasjonen.
Etter et måltid forårsaker glukose absorbert fra tarmkanalen en økning i blodsukker. Karbohydrater (som er polysakkarider, eller består av forskjellige typer sukker sammen), når de kommer til tarmene, blir redusert til monosakkarider, som er glukose (80%), fruktose (15%) og galaktose (5%). De blir så absorbert av cellene i tarmslimhinnen, og fra her transporteres de til blodet. Vanligvis, etter et blandet måltid (50% karbohydrater, 35% fett, 15% proteiner), går glykemien tilbake til forberedende nivåer (de før lunsj) etter ca. 2-3 timer.
Passasjen og energiabsorpsjonen av sukker (men også av proteiner og fett) gjennom fordøyelseskanalen, utløser en serie signaler som tillater lagring av næringsstoffer i ulike organer. Samtidig stimuleres sekresjonen av insulin, det viktigste glykemiske regulerende hormonet. Økningen i plasmanivået av dette hormonet medfører en reduksjon i nivåene av glukagon, dets antagonist, og forårsaker en reduksjon i leverglukosefrigivelse fordi den hemmer nedbrytningen av glykogen til glukose (glykogenolyse) og syntesen av ny glukose ved aminosyrer (glukoneogenese). Leveren, som er fri gjennomtrengelig for glukose, sekvestrerer ca. 50% glukose for å omdanne den til glykogen (en aktivitet styrt av insulin). Glukose som ikke gripes av leveren, fordeles i muskel og fettvev. Når blodsukkeret har en tendens til å falle, er det en gradvis økning i leverenes produksjon av glukose samtidig med en reduksjon i plasmanivået av insulin og en økning i kontrainsulære hormoner, særlig glukagon.
