Οι υδατάνθρακες είναι τα σάκχαρα και ο σκοπός της ομοιοστασίας τους (ισορροπία) είναι να παρέχουν στον νευρικό ιστό (εγκεφάλου), σε συνθήκες μη διαιτητικής πρόσληψης, την ποσότητα γλυκόζης που επαρκεί για τη λειτουργία του. Ο νευρικός ιστός, στην πραγματικότητα, για να λειτουργήσει σωστά, είναι αυστηρά εξαρτώμενος από τη γλυκόζη. Ένας άλλος σκοπός της ομοιοστασίας της γλυκόζης είναι η αποθήκευση σε ορισμένα όργανα της περίσσειας ενεργειακών ουσιών, ιδιαίτερα της γλυκόζης, που εισάγεται με τροφή, αποτρέποντας την υπερβολική αύξηση του σακχάρου στο αίμα (δηλαδή τη συγκέντρωση της γλυκόζης στο αίμα).
Μετά από μια νύχτα νηστείας, η γλυκόζη στο αίμα χρησιμοποιείται κυρίως από τον εγκέφαλο, σε μικρότερο βαθμό από τα ερυθρά αιμοσφαίρια, τα έντερα και τους ευαίσθητους στην ινσουλίνη ιστούς (μυϊκός και λιπώδης ιστός), που είναι η ορμόνη που επιτρέπει στους ίδιους αυτούς ιστούς να επωφελούνται από τη γλυκόζη και να το αποθηκεύουν μέσα σε αυτά. Το ήπαρ είναι σε θέση να αποθηκεύσει τη γλυκόζη με τη μορφή γλυκογόνου (πολλά μόρια γλυκόζης "συσκευασμένα" μαζί) και να τα απελευθερώσει με τη μορφή γλυκόζης. Το πάγκρεας παίζει βασικό ρόλο στην ομοιόσταση των σακχάρων. Στην πραγματικότητα, η παραγωγή γλυκόζης από το ήπαρ ρυθμίζεται από δύο ορμόνες, ινσουλίνη και γλυκαγόνη. Απουσία ινσουλίνης υπάρχει απελευθέρωση γλυκόζης από το ήπαρ στο αίμα, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση του σακχάρου στο αίμα ( υπεργλυκαιμία ) στο ίδιο το αίμα. Απουσία γλυκαγόνης, η ηπατική έκλυση γλυκόζης παρεμποδίζεται, με επακόλουθη μείωση της γλυκόζης στο αίμα ( υπογλυκαιμία ). Επιπλέον, η χρήση γλυκόζης από άλλα όργανα, που ονομάζεται περιφερική, αντανακλάται επίσης στη μείωση του σακχάρου στο αίμα. αυτό οδηγεί σε μείωση των επιπέδων ινσουλίνης (ποσότητα κυκλοφορίας της ινσουλίνης), αύξηση της γλυκαγωνιμίας (ποσότητα κυκλοφορικού γλυκαγόνου) και αναπροσαρμογή του συστήματος μέσω αυξημένης απελευθέρωσης ηπατικής γλυκόζης.
Δίπλα και σε ισορροπία με το σύστημα ινσουλίνης-γλυκαγόνης, υπάρχει το λεγόμενο αντίθετο νησάκι ή αντιανθώδες σύστημα, που αντιπροσωπεύεται από την υπόφυση και τα επινεφρίδια. Μέσω της έκκρισης ορμονών όπως η GH, η ACTH, η κορτιζόλη και οι κατεχολαμίνες (αδρεναλίνη και νοραδρεναλίνη), το σύστημα αυτό ασκεί υπεργλυκαιμική δράση, δηλαδή αυξάνει την απελευθέρωση γλυκόζης στην κυκλοφορία.
Μετά το γεύμα, η γλυκόζη που απορροφάται από την εντερική οδό προκαλεί αύξηση του σακχάρου στο αίμα. Οι υδατάνθρακες (που είναι πολυσακχαρίτες ή αποτελούνται από διαφορετικούς τύπους σακχάρων μαζί) φτάνουν στο έντερο και μειώνονται σε μονοσακχαρίτες, δηλαδή γλυκόζη (80%), φρουκτόζη (15%) και γαλακτόζη (5%). Εν συνεχεία απορροφώνται από τα κύτταρα του εντερικού βλεννογόνου και, από εδώ, μεταφέρονται στο αίμα. Γενικά, μετά από ένα μεικτό γεύμα (50% υδατάνθρακες, 35% λιπαρά, 15% πρωτεΐνες), η γλυκαιμία επιστρέφει σε προπαρασκευαστικά επίπεδα (πριν από το γεύμα) μετά από περίπου 2-3 ώρες.
Η διέλευση και η απορρόφηση ενέργειας των σακχάρων (αλλά και των πρωτεϊνών και των λιπών) μέσω της διατροφικής οδού, ενεργοποιούν μια σειρά σημάτων που επιτρέπουν την αποθήκευση θρεπτικών συστατικών σε διάφορα όργανα. Ταυτόχρονα, διεγείρεται η έκκριση της ινσουλίνης, της κύριας γλυκαιμικής ρυθμιστικής ορμόνης. Η αύξηση των επιπέδων πλάσματος αυτής της ορμόνης προκαλεί μείωση των επιπέδων γλυκαγόνης, του ανταγωνιστή της και προκαλεί μείωση της έκλυσης ηπατικής γλυκόζης επειδή αναστέλλει τη διάσπαση του γλυκογόνου σε γλυκόζη (γλυκογονόλυση) και τη σύνθεση νέας γλυκόζης με αμινοξέα (γλυκονεογένεση). Το ήπαρ, το οποίο είναι ελεύθερα διαπερατό από τη γλυκόζη, απομονώνει περίπου το 50% της γλυκόζης για να το μετατρέψει σε γλυκογόνο (δράση ελεγχόμενη από την ινσουλίνη). Η γλυκόζη που δεν κατασχέζεται από το ήπαρ κατανέμεται στον μυ και τον λιπώδη ιστό. Όταν το σάκχαρο του αίματος τείνει να πέσει, παρατηρείται σταδιακή αύξηση της ηπατικής παραγωγής γλυκόζης, ταυτόχρονα με μείωση των επιπέδων ινσουλίνης στο πλάσμα και αύξηση των αντιανθωδών ορμονών, ιδιαίτερα του γλυκαγόνου.
