ความผันผวนของระดับน้ำตาลในเลือด (สีแดง) และฮอร์โมนลดน้ำตาล-อินซูลิน (สีฟ้า) ในมนุษย์ในช่วงหนึ่งวันที่มีสามมื้อ - หนึ่งในผลกระทบของอาหารที่อุดมไปด้วยน้ำตาล vs อาหารที่อุดมไปด้วยแป้งถูกแสดงเป็นไฮไลต์กลไกของการปล่อยอินซูลินในเซลล์เบต้าของตับอ่อนปกติ - การผลิตอินซูลินจะคงที่มากหรือน้อยภายในเซลล์เบต้า. การปล่อยอินซูลินถูกกระตุ้นโดยอาหาร, ส่วนใหญ่เป็นอาหารที่ประกอบด้วยน้ำตาลกลูโคสที่ดูดซึมได้

อินซูลินเป็นฮอร์โมนหลักที่ควบคุมการดูดซึมของน้ำตาลกลูโคสจากเลือดเข้าสู่เซลล์ของร่างกาย, โดยเฉพาะตับ, กล้ามเนื้อ, และเนื้อเยื่อไขมัน. ดังนั้นการขาดอินซูลินหรือการไม่รับรู้ของตัวรับของมันมีบทบาทที่เป็นศูนย์กลางในทุกรูปแบบของโรคเบาหวาน[37]

ร่างกายได้รับน้ำตาลกลูโคสจากสามแหล่งหลัก ได้แก่ (1) การดูดซึมอาหารของลำไส้, (2) การแตกตัวของไกลโคเจน (คาร์โบไฮเดรตที่เกิดจากการรวมตัวของน้ำตาลกลูโคสหลายโมเลกุลที่ร่างกายของสัตว์สะสมไว้ที่ตับและกล้ามเนื้อ จะถูกนำออกมาใช้เมื่อร่างกายต้องการ [พจนานุกรมศัพท์ สสวท.]), และ (3) gluconeogenesis (การผลิตกลูโคสจากสารตั้งต้นที่ไม่ใช่คาร์โบไฮเดรตในร่างกาย)[38] อินซูลิน มีบทบาทที่วิกฤตในการสมดุลระดับน้ำตาลในร่างกาย. อินซูลินสามารถยับยั้งการแตกตัวของไกลโคเจนหรือกระบวนการของการ gluconeogenesis, มันสามารถกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงน้ำตาลกลูโคสให้เป็นไขมันและเซลล์กล้ามเนื้อ, และมันสามารถกระตุ้นให้เกิดการสะสมของน้ำตาลกลูโคสในรูปแบบของไกลโคเจน[38].

อินซูลินจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดโดยเซลล์เบต้า (β-cells), ที่พบในเกาะเล็กเกาะน้อยของ Langerhans ในตับอ่อน, ในการตอบสนองกับระดับที่เพิ่มขึ้นของน้ำตาลกลูโคสในเลือด, ปกติหลังจากการรับประทานอาหาร. อินซูลินจะถูกใช้โดยเซลล์ของร่างกายประมาณสองในสามของเซลล์ทั้งหมดในการดูดซึมกลูโคสจากเลือดเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิง, เพื่อใช้สำหรับการแปลงให้เป็นโมเลกุลที่จำเป็นอื่นๆ, หรือเพื่อการสะสม. ระดับน้ำตาลที่ลดลงส่งผลในการปล่อยอินซูลินจากเบต้าเซลล์ลดลงและส่งผลในการแตกตัวไกลโคเจนให้เป็นน้ำตาลกลูโคส. กระบวนการนี้จะถูกควบคุมส่วนใหญ่โดยฮอร์โมน glucagon ซึ่งทำหน้าที่ในลักษณะที่ตรงข้ามกับอินซูลิน[39]

ถ้าปริมาณของอินซูลินที่มีอยู่ไม่เพียงพอ, ถ้าเซลล์ตอบสนองกับผลกระทบของอินซูลินได้ไม่ดี (การไม่รับรู้อินซูลินหรือความต้านทานอินซูลิน), หรือถ้าตัวอินซูลินเองมีข้อบกพร่อง, ดังนั้นน้ำตาลจะไม่ถูกดูดซึมได้อย่างเหมาะสมโดยเซลล์ของร่างกายที่ต้องการใช้มัน, และมันจะไม่ถูกเก็บสะสมไว้อย่างเหมาะสมในตับและกล้ามเนื้อ. ผลกระทบสุทธิก็คือระดับที่สูงของน้ำตาลในเลือด, การสังเคราะห์โปรตีนไม่ดีและการเผาผลาญอาหารอื่นๆผิดปกติ เช่นภาวะเลือดเป็นกรด[38]. ผลกระทบสุทธิดังกล่าวจะเกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอ.

เมื่อความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสในเลือดยังคงสูงตลอดช่วงเวลา, ไตจะเข้าสู่เส้นแบ่งของการดูดซึมซ้ำ (อังกฤษ: threshold of reabsorption), และน้ำตาลกลูโคสจะถูกขับออกมาในปัสสาวะ (glycosuria)[40] ปรากฏการณ์นี้จะเพิ่มแรงดันของสารละลายที่ไหลผ่านเนื้อเยื่อ (อังกฤษ: osmotic pressure) ของปัสสาวะและยับยั้งการดูดซึมซ้ำของน้ำโดยไต, ส่งผลในการผลิตปัสสาวะเพิ่มขึ้น (polyuria) และเพิ่มการสูญเสียน้ำ. ปริมาณเลือดที่หายไปจะถูกแทนที่แบบแช่อิ่มจากน้ำที่ถูกเก็บไว้ในเซลล์ร่างกายและช่องอื่นๆของร่างกายทำให้เกิดการคายน้ำและกระหายเพิ่มขึ้น (polydipsia)[38].