Суточная потребность человека в углеводах составляет до 500 г. Однако она меняется зависимо от возраста, пола, вида деятельности (при занятиях физической культурой возрастает до 700—900 г). Избыточное количество глюкозы превращается в печени в гликоген. Если поступление глюкозы превышает возможности печени по её превращению в гликоген, то в крови её оказывается выше 120 мг на 100 мл крови (6,6 ммоль), что приводит к гипергликемии, то есть к диабету.
Таким образом, питание и диабет прямо связаны, и лекарства от диабета могут влиять и на вес. Поэтому метформин для похудения достаточно эффективен.
По мере расходования внутриклеточных углеводных резервов усиливается приток в клетки глюкозы из крови. Однако её уровень в крови остаётся при этом почти неизменным благодаря очень чувствительной системе регуляции углеводного обмена и усилению распада гликогена, также за счёт новообразования углеводов из продуктов их распада (глюконеогенез). Этот процесс наиболее интенсивно протекает в печени, мышцах. На скорость глюконеогенеза оказывает влияние инсулин, тормозящий образование углеводов из аминокислот, глюкокортикоиды, напротив, стимулируют их образование из амино- и жирных кислот).
При напряжённой мышечной работе без дополнительного поступления углеводов уже через 2 часа печеночный запас гликогена настолько уменьшается, что глюкоза становится ниже нормы (гипогликемия). Значительная гипогликемия неблагоприятно сказывается на состоянии организма. Система регуляции углеводного обмена препятствует полному расходованию запасов гликогена и способствует их частичному восстановлению из продуктов неуглеводной природы (амино-, молочной, пировиноградной, жирных кислот, глицерина и др.). Этот процесс интенсивно протекает в печени и почках, при отдыхе после мышечной работы он может усиливаться и в мышечных клетках.
Распад углеводов является преобладающим процессом, обеспечивающим энергией мышечное сокращение при выполнении физических нагрузок, мощность которых достаточно велика и продолжительность до 40 минут. Использование углеводов как энергии при мышечной деятельности имеет преимущество перед жирами, хотя запас энергии в жирах в расчёте на единицу массы в два раза больше. Это объясняется тем, что только углеводы способны окисляться в анаэробных (бескислородных) условиях, а при работе высокой мощности потребность клеток в кислороде, как правило, превышает возможности его доставки к ним. Во-вторых, в ходе анаэробного распада углеводов накопление энергии идёт с гораздо большей скоростью, чем при аэробном (кислородном) окислении. В-третьих, аэробное окисление углеводов может идти при меньшем по сравнению с липидами кислородном обеспечении тканей, так как в самих молекулах углеводов кислорода содержится почти вдесятеро больше, чем в липидах. Это тоже отражается на скорости энергетических превращений. При физических нагрузках углеводные запасы организма вовлекаются в энергетический обмен в определённой последовательности. Прежде всего используются внутримышечные запасы гликогена. Если мощность работы приближается к предельной, то за 40— 50 с работы мобилизуемый запас гликогена мышц может оказаться исчерпанным, при меньшей мощности его хватает на 4—5 минут. Более длительные нагрузки (до 40 минут) выполняются с использованием гликогена печени. При физических нагрузках умеренной мощности продолжительностью свыше 40 минут использование углеводов ограничивается.