Kulhydrater er sukkerarter, og formålet med deres homeostase (dvs. ligevægt) er at forsyne nervevævet (hjernen) under mangel på fødeindtagelse den mængde glukose, der er tilstrækkelig til dets funktion. For at fungere korrekt er nervevævet faktisk strengt glukoseafhængigt. Et andet formål med glukosehomeostase er at lagre overskud af energiske stoffer i visse organer, især glukose, der indføres med mad, hvilket forhindrer en overdreven stigning i glykæmi (dvs. koncentrationen af glukose i blodet).
Efter en nat med faste bruges glukosen i blodet for det meste af hjernen, i mindre grad af røde blodlegemer, tarm og væv, der er følsomme over for insulin (muskler og fedtvæv), som er det hormon, som det tillader de samme væv at drage fordel af glukosen og lagre den i dem. Leveren er i stand til at lagre glukose i form af glykogen (mange glukosemolekyler "pakket" sammen) og frigive den i form af glukose. en grundlæggende rolle i sukkerens homeostase. Produktionen af glukose i leveren reguleres faktisk af to hormoner, insulin og glukagon. I fravær af insulin sker der en frigivelse af glukose fra leveren til blodet, hvilket fører til en stigning i blodsukkeret (hyperglykæmi) i selve blodet. I fravær af glukagon blokeres hepatisk nedbrydning af glukose med deraf følgende reduktion af det samme i blodet (hypoglykæmi). Udnyttelsen af glukose i andre organer, kaldet perifer, afspejles også i en reduktion i glykæmi; det følger en reduktion af insulinæmi (mængden af insulin i omløb), en stigning i glukagonæmi (mængden af glukagon i omløb) og en justering af systemet gennem en "øget hepatisk afvisning af glukose.
Ved siden af og i ligevægt med insulin-glukagon-systemet er der den såkaldte modregulator eller modinsulære system, repræsenteret af hypofysen og binyrerne. Gennem udskillelse af hormoner som GH, ACTH, cortisol og catecholaminer (adrenalin og noradrenalin) udøver dette system en hyperglykæmisk virkning, det vil sige det øger frigivelsen af glukose til kredsløbet.
Efter et måltid forårsager glukose, der absorberes fra tarmkanalen, en stigning i blodsukkeret. Kulhydrater (som er polysaccharider eller dannet af forskellige sukkerarter tilsat) reduceres til monosaccharider, som er glucose (80%), fructose (15%) og galactose (5%). absorberes derefter af cellerne i tarmslimhinden og transporteres derfra til blodet. Normalt efter et blandet måltid (50% kulhydrater, 35% fedt, 15% protein) vender blodsukkeret tilbage til niveauet før måltidet før frokost) efter ca. 2-3 timer.
Sukker (men også proteiner og fedtstoffer) passage og energiabsorbering gennem fordøjelseskanalen udløser en række signaler, der tillader lagring af næringsstoffer i forskellige organer. Samtidig stimuleres udskillelsen af insulin, det vigtigste blodsukkerregulerende hormon. Stigningen i plasmaniveauer af dette hormon forårsager et fald i niveauerne af glucagon, dets antagonist, og forårsager et fald i hepatisk glukoseclearance, fordi det hæmmer nedbrydningen af glykogen til glukose (glykogenolyse) og syntesen af ny glukose fra aminosyrer ( glukoneogenese) Leveren, som er frit permeabel for glukose, griber omkring 50% af glukosen for at omdanne den til glykogen (handling styret af insulin). Glukose, der ikke udskilles af leveren, distribueres til muskler og fedtvæv. Når blodsukkeret har en tendens til at falde, er der en gradvis stigning i hepatisk glukoseproduktion sammen med et fald i plasmainsulinniveauer og en stigning i kontrainsulære hormoner, især glukagon.
