Die Einfachzucker (Monosaccharide) gelangen in die Leber und werden zu Glucose umgewandelt. Um Energie zu gewinnen, wird ein großer Teil der aufgenommenen Kohlenhydrate über verschiedene Stoffwechselwege abgebaut. Der Teil der Glucose, der nicht zur Energiegewinnung genutzt wird, wird als sogenanntes Glykogen in der Leber (150 g) und in der Muskulatur (0,5 kg) gespeichert.
Die im Muskel gespeicherte Glucose kann nur dort verwendet werden und nicht wieder ans Blut abgegeben werden, da den Muskeln das dazu benötigte Enzym fehlt, welches in der Leber vorhanden ist. Wenn die Speicher voll sind, dient Glucose der Bildung von Fetten (Lipogenese). Ein hoher Kohlenhydratanteil bei ansonsten bedarfsgerechter Ernährung hat keine negativen Auswirkungen, führt allerdings zu einer Erhöhung des Triglycerid-Spiegels im Blut.
Die Zellen des zentralen Nervensystems sowie die des Nieren- und Knochenmarks, die Leukozyten (weiße Blutkörperchen) und Erythrozyten (rote Blutkörperchen) können ihre Energie nur aus Glucose gewinnen. Glucose ist somit das wichtigste Kohlenhydrat im Körper. Daher wird die Glucosekonzentration im Blut unter dem Einfluss verschiedener Hormone in einem engen Bereich gehalten. Insulin ist für die Glucoseaufnahme in die Zellen notwendig und fördert die glucoseverbrauchenden Stoffwechselwege. Bei Hunger werden die Hormone Glukagon und Adrenalin ausgeschüttet, die einen Anstieg des Glucose-Spiegels im Blut bewirken.
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