Zellen im menschlichen Körper benötigen hauptsächlich Glukose für ihre ordnungsgemäße Funktion. Durch den Glukosestoffwechsel ist der Körper technisch in der Lage, die Zellen mit dringend benötigtem Treibstoff zu versorgen. Der Glukosestoffwechsel ist der Prozess, bei dem Glukose im Allgemeinen in Energie für die Zellverwertung umgewandelt wird. Diese Energie liegt meist in Form von Adenosintriphosphat (ATP) vor. Glykolyse ist der Begriff, der allgemein für den Abbau von Glukose in Energie für die Zellnutzung verwendet wird.
Normalerweise gewinnt der Körper Glukose aus Kohlenhydraten. Viele kohlenhydratreiche Lebensmittel haben einen hohen Stärke- und Zuckergehalt. Dazu gehören hauptsächlich Kartoffeln, Nudeln, Brot, Getreide, Reis und Süßigkeiten. Nach den Mahlzeiten findet der Kohlenhydratstoffwechsel technisch im Verdauungstrakt statt, wo sie in Glukose umgewandelt und im Blut aufgenommen werden. Wenn der Glukosespiegel im Blut ansteigt, wird die Bauchspeicheldrüse, die Teil des endokrinen Systems ist, normalerweise dazu stimuliert, das Hormon Insulin auszuschütten.
Insulin dient im Allgemeinen dazu, einen normalen Glukosespiegel im Blut aufrechtzuerhalten, indem es Glukose in die Zellen transportiert. Der Glukosestoffwechsel findet dann normalerweise statt, um die meisten Gewebe und Muskeln im Körper mit Kraftstoff zu versorgen, einschließlich der Herzmuskeln, da sie normalerweise ständig Energie benötigen, um ihre normalen Funktionen zu erfüllen. Wenn die Glukoseversorgung den Bedarf des Körpers übersteigt, werden sie häufig in Form von Glykogen in der Leber und den Muskeln für die zukünftige Verwendung gespeichert. Auch überschüssige Glukose wird häufig in Fettsäuren umgewandelt und meist als Körperfett gespeichert.
Der Blutzuckerspiegel sinkt manchmal nach körperlichen Aktivitäten und zwischen den Mahlzeiten. Die Zellen der Bauchspeicheldrüse reagieren auf den niedrigen Glukosespiegel im Blut oft mit der Produktion des Hormons Glucagon. Glucagon dient im Allgemeinen dazu, den Blutzuckerspiegel in Zeiten geringer Zufuhr zu erhöhen.
Durch den Prozess der Glykogenolyse wandelt Glucagon das in Leber und Muskeln gespeicherte Glykogen technisch in Glukose um. Während des Fastens und des Hungerns stimuliert Glukagon hauptsächlich die Leber, Nicht-Kohlenhydrat-Quellen in Glukose für die Zellverwendung umzuwandeln, um sehr niedrige Glukosespiegel im Blut zu verhindern. Beispiele für diese kohlenhydratfreien Quellen im Körper sind Glycerin, Aminosäuren, Laktat und Pyruvat.
Alle Defekte in der Sekretion und Funktion von Insulin führen in der Regel zur Entwicklung von Diabetes mellitus (DM). Bei DM ist der Glukosestoffwechsel normalerweise gestört, was oft zu erhöhten Glukosespiegeln im Blut führt. Symptome von Diabetes sind häufiges Hungergefühl, Durst und Wasserlassen. Nüchtern-Blutzuckertests zeigen in der Regel auch nach vielen Stunden des Fastens erhöhte Glukosewerte im Blut.