Os carboidratos que ingerimos desempenham diferentes funções. Um tipo é a desoxirribose, bloco de construção dos genes. Outros carboidratos são convertidos em proteínas e usados para construir estruturas no corpo. Mas a função primária dos carboidratos é fornecer energia para o corpo. Isso requer que os carboidratos estejam na forma de glicose.
Os carboidratos existem como monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Esses nomes referem-se ao tamanho do composto, sendo "mono" a menor unidade; dissacarídeos consistem em duas e polissacarídeos contêm três ou mais monossacarídeos. A glicose é um monossacarídeo que o corpo converte em uma forma de energia usada pelas células.
Embora a glicose seja o principal nutriente do qual nossos corpos dependem para energia, as células responsáveis por realizar nossos processos vitais precisam da energia em uma forma diferente. A respiração celular é o nome de uma longa série de reações químicas que começam com glicose e terminam criando uma forma química de energia chamada ATP. O ATP é a moeda comum usada por todas as células do corpo, fornecendo energia para construir estruturas, produzir hormônios e outros bioquímicos, e manter o corpo funcionando. A respiração celular inclui três fases: glicólise, ciclo de Krebs e sistema de transporte de elétrons. A glicose inicia uma reação em cadeia na qual se combina com outros compostos e se transforma em diferentes compostos. A cada etapa da série, à medida que uma reação estimula a próxima através dos três ciclos, ATP é criado.
A saúde e funcionamento de todas as células do corpo dependem da energia fornecida pela glicose, mas o cérebro é especialmente dependente de um suprimento estável e constante para sustentar sua função. Conforme os autores do artigo "Brain Energy Metabolism" afirmam: "A glicose é o substrato energético obrigatório para o cérebro." A glicose também pode ser incorporada em lipídios e proteínas, e é precursora de certos neurotransmissores como GABA, glutamato e acetilcolina.
Dada a importância da glicose para manter a energia, um suprimento equilibrado deve estar disponível. Quando a ingestão de glicose excede as quantidades imediatamente necessárias, o excesso é armazenado como glicogênio no fígado ou como gordura. Em média, há glicose suficiente circulando no sangue para fornecer 15 minutos de energia, então, à medida que os níveis caem, o glicogênio armazenado no fígado converte-se rapidamente em energia. Se o suprimento de glicogênio se esgota, a gordura é convertida em glicose; porém, esse processo leva mais tempo e é menos eficiente.
O pâncreas secreta dois hormônios em resposta direta à quantidade de glicose no sangue para manter o nível de "açúcar no sangue". O glucagon é o hormônio que aumenta o nível de glicose acelerando a conversão de glicogênio em glicose no fígado. A insulina é o hormônio que diminui o nível de açúcar no sangue quando está muito alto. A insulina age como uma chave que faz a glicose sair da corrente sanguínea, entrar nas células e ser convertida para armazenamento.