Kolhydraterne er sukkerarterne, og formålet med deres homeostase (dvs. balance) er at tilvejebringe det nervøse væv (hjerne), under betingelser med ikke-diætindtagelse, mængden af glukose, der er tilstrækkelig til dens funktion. Det nervevæv, der faktisk fungerer korrekt, er strengt glucoseafhængigt. Et yderligere formål med glukosehomeostase er at opbevare i nogle organer overskydende energiske stoffer, især glukose, indført med mad, hvilket forhindrer en overdreven stigning i blodsukker (dvs. koncentrationen af glukose i blodet).
Efter en fastende nat er glucose i blodet hovedsagelig brugt af hjernen, i mindre grad af røde blodlegemer, tarm og insulinkänslige væv (muskel og fedtvæv), hvilket er hormonet det gør det muligt for disse samme væv at drage fordel af glukose og opbevare den i dem. Leveren er i stand til at opbevare glukose i form af glykogen (mange glukosemolekyler "pakket" sammen) og frigive det i form af glucose. Bukspyttkjertlen spiller en fundamental rolle i homeostasen af sukkerarter. Faktisk reguleres produktionen af glukose ved leveren af to hormoner, insulin og glucagon. I mangel af insulin er der en frigivelse af glucose fra leveren til blodet, hvilket fører til en stigning i blodsukker ( hyperglykæmi ) i selve blodet. I fravær af glucagon blokeres hepatisk frigivelse af glucose, med deraf følgende reduktion af glucose i blodet ( hypoglykæmi ). Endvidere afspejles også brugen af glukose af andre organer, der kaldes perifere, i en reduktion af blodsukkeret; Dette fører til en reduktion af insulinniveauer (mængden af insulin cirkulerende), en stigning i glucagonæmi (mængden af cirkulerende glucagon) og en justering af systemet gennem en øget hepatisk glukosfrigivelse.
Ved siden af og i ligevægt med insulin-glucagon-systemet findes der det såkaldte mod-insulære eller kontrainsulære system, repræsenteret af hypofysen og binyrerne. Gennem udskillelsen af hormoner som GH, ACTH, cortisol og catecholaminer (adrenalin og noradrenalin) har dette system en hyperglykæmisk virkning, dvs. det øger frigivelsen af glukose i blodcirkulationen.
Efter et måltid forårsager glukose absorberet fra tarmkanalen en stigning i blodsukker. Kulhydrater (som er polysaccharider eller består af forskellige typer sukkerarter), når de er tyndt, reduceres til monosaccharider, som er glucose (80%), fructose (15%) og galactose (5%). De absorberes derefter af cellerne i tarmslimhinden og transporteres herfra til blodet. Efter et blandet måltid (50% kulhydrater, 35% fedtstoffer, 15% af proteinerne) vender glykæmi normalt til præpreparative niveauer (de før frokost) efter ca. 2-3 timer.
Passagen og energiabsorptionen af sukkerarter (men også af proteiner og fedtstoffer) gennem fordøjelseskanalen udløser en række signaler, der tillader opbevaring af næringsstoffer i forskellige organer. Samtidig stimuleres udskillelsen af insulin, det primære glykemiske regulerende hormon. Stigningen i plasmakoncentrationerne af dette hormon forårsager et fald i glucagonets antagonistniveau og forårsager et fald i glukosefrigivelsen, fordi det hæmmer nedbrydningen af glycogen til glucose (glycogenolyse) og syntesen af ny glucose ved aminosyrer (gluconeogenese). Leveren, der er frigennemtrængelig for glukose, sekvestrerer ca. 50% glucose for at omdanne den til glykogen (en aktivitet kontrolleret af insulin). Glukose, der ikke beslaglægges af leveren, fordeles i muskel- og fedtvæv. Når blodsukkeret har tendens til at falde, er der en gradvis stigning i den hepatiske produktion af glucose samtidig med et fald i plasmainsulinniveauer og en stigning i kontrainsulære hormoner, især glucagon.
