Les glucides, qui comprennent entre autres les sucres et l'amidon, ne sont pas essentiels et peuvent donc être produits par le corps lui-même (par exemple à partir d'acides aminés). Ils sont la source d'énergie la plus facilement disponible. Leur teneur énergétique est de 17 kJ/g (= 4 kcal/g), comme celle des protéines. Les glucides constituent de loin la plus grande partie de la matière organique à la surface de la Terre. Comme les graisses, les glucides sont donc composés des éléments constitutifs carbone (C), hydrogène (H) et oxygène (O) (rapport 1:2:1). Ils sont toutefois solubles dans l'eau. Contrairement aux protéines, ils ne contiennent pas d'azote (N).
Selon le nombre d'éléments constitutifs du sucre, on distingue les sucres simples (monosaccharides), les sucres multiples (oligosaccharides) composés de deux à neuf unités de sucre simple et les sucres multiples (polysaccharides). Parmi les sucres multiples, les disaccharides, composés de deux unités de sucre, sont particulièrement importants du point de vue de la physiologie nutritionnelle.
Le glucose, le fructose et le galactose font partie des sucres simples. On les trouve par exemple dans les fruits et le miel. Ils représentent les éléments constitutifs des sucres doubles et multiples. Parmi les sucres doubles, on trouve par exemple le lactose, composé d'une molécule de glucose et d'une molécule de galactose, auquel certaines personnes sont intolérantes, en particulier dans les pays asiatiques. Le sucre de malt (maltose) contenu par exemple dans la bière et composé de deux molécules de glucose ainsi que le sucre de canne ou de betterave (saccharose) contenu dans le sucre de ménage courant et composé de glucose et de fructose sont également des sucres doubles. Enfin, les sucres multiples (polysaccharides) représentent la forme de stockage du sucre dans l'organisme. Il s'agit de molécules très complexes composées en partie de plus de 1000 éléments de sucre simple. Dans les plantes telles que les pommes de terre, le riz et les céréales, le "réservoir de sucre" est l'amidon, dans l'organisme animal et humain, le glycogène, qui est donc souvent appelé "amidon animal".
Les glucides se trouvent presque exclusivement dans les aliments d'origine végétale. Les sucres simples comme le glucose, le fructose et le galactose se trouvent principalement dans les fruits, le miel et les produits laitiers. Les principaux sucres doubles présents dans l'alimentation sont le lactose (sucre du lait), le maltose (sucre de malt) présent par exemple dans la bière et le sucre de canne ou de betterave (saccharose), qui est le sucre de table courant. Les sucres multiples complexes se trouvent sous forme d'amidon, notamment dans les pommes de terre, le riz et les céréales. De nombreuses fibres alimentaires (fibres alimentaires comme la cellulose, voir ci-dessous) font également partie des glucides.
Les glucides ne sont absorbés que sous forme de monosaccharides (glucose, fructose et galactose) dans l'intestin grêle. C'est pourquoi tous les grands complexes d'hydrates de carbone sont d'abord décomposés en ces trois monosaccharides. Cette opération s'effectue dans l'intestin grêle à l'aide d'enzymes provenant du pancréas. Ce sont des catalyseurs endogènes qui contrôlent chaque réaction biochimique. Une fois absorbés, le galactose et le fructose sont en grande partie transformés en glucose dans le foie, tandis que le glucose sert directement au métabolisme. Les cellules du corps absorbent une partie du glucose, le décomposent et stockent les parties restantes sous forme de glycogène dans les muscles et le foie, où elles ne seront utilisées que plus tard pour produire de l'énergie.
Les glucides peuvent être stockés en petite quantité dans l'organisme. Les glucides constituent la source d'énergie la plus facilement accessible pour le corps. Les sucres simples sont oxydés ("brûlés") à l'aide de l'oxygène de l'air, ce qui libère de l'énergie sous forme de chaleur et de force. En cas de surabondance de glucides dans l'alimentation, le corps les stocke sous forme de glycogène, un sucre multiple soluble dans l'eau, l'équivalent de l'amidon, une substance végétale. Les principaux lieux de stockage sont le foie et le muscle. Le glycogène du foie (environ 150 g) sert en premier lieu à maintenir le taux de glycémie, le glycogène musculaire (200-300 g) sert de réserve d'énergie. Si l'on pratique une activité physique intense pendant une durée courte à moyenne, soit environ une plage allant jusqu'à deux heures, des réserves de glycogène remplies sont d'une importance capitale. Toutefois, en cas d'activité intense, ces réserves s'épuisent au bout de peu de temps et doivent donc être reconstituées quotidiennement. Ce n'est qu'ainsi que des activités régulières et intenses peuvent être réalisées. L'apport recommandé en glucides est donc extrêmement important dans le sport.
Le corps essaie de maintenir la glycémie (quantité de sucre simple dans le sang) constante dans des limites étroites afin d'assurer l'approvisionnement en énergie des cellules. Le diabète sucré est un exemple de perturbation de ce mécanisme de régulation. Les personnes concernées doivent donc contrôler les quantités de glucides qu'elles consomment.
Les glucides sont un aliment de base important et constituent, d'un point de vue purement quantitatif, la majeure partie de notre alimentation : selon les sociétés spécialisées, 50 à 60 % des besoins énergétiques quotidiens devraient être couverts par des glucides. Il est toutefois préférable de recommander des chiffres absolus, comme pour les protéines, en grammes par kg de poids corporel et par jour. La quantité de glucides à consommer chaque jour dépend fortement de l'activité physique. Si celle-ci est faible, la quantité journalière recommandée pour un adulte en bonne santé est de 3 à 4 g par kg de poids corporel. Pour chaque heure d'activité physique intense, la quantité recommandée augmente d'environ 1 g par kg de KM jusqu'à un maximum de 10 g par kg de poids corporel, par exemple pour les triathlètes de haut niveau.
Un apport insuffisant en glucides peut être compensé d'une certaine manière par des graisses alimentaires. Si les hydrates de carbone et les graisses manquent tous deux comme fournisseurs d'énergie, les protéines sont dégradées à la place des sources d'énergie normales. Des carences prolongées peuvent ainsi entraîner une dégradation des muscles, par exemple. En revanche, un apport suffisant en glucides a pour effet d'économiser les protéines.
En revanche, un apport excessif en glucides se transforme à la longue, lorsque la forme normale de stockage est épuisée, c'est-à-dire lorsque les réserves de glycogène sont remplies, en graisse corporelle et est stockée dans le tissu adipeux. La prise de poids en est la conséquence.
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