Kohlenhydrate liefern den Zellen Energie und fungieren als Signalmoleküle, die mit der inneren und äußeren Umgebung kommunizieren. Der Körper wandelt Kohlenhydrate in Glukose um, die er dann sofort verwendet oder speichert.
Rund 5 Prozent der Zellmembran enthalten Kohlenhydrate. Neben der Strukturierung der Zelle erleichtern sie die Kommunikation. Kohlenhydrate helfen dabei, die Vorgänge im Inneren der Zelle zu vermitteln, und sie spielen eine Rolle dabei, fremde Krankheitserreger zu erkennen, die in den Körper eindringen. Wenn ein Kohlenhydrat an ein Lipid gebunden ist, wird es als Glykolipid bezeichnet und unterstützt die intrazelluläre Signalübertragung. Im Gegensatz dazu identifizieren Glykoproteine Fremdstoffe, die in die Zelle gelangen. Kohlenhydrate auf der Zelloberfläche ordnen auch Proteine innerhalb der Zelle an, was die Funktion der Zelle unterstützt.
Ohne Kohlenhydrate hätten Proteine keine ständige Energiequelle. Nachdem sie in den Körper gelangt sind, werden Kohlenhydrate in kleinere Moleküle zerlegt, die zur Aufnahme durch die Zellwand bereit sind. Insulin unterstützt die Bewegung von Glukose in die Zellen, die dann bei der Produktion von Adenosintriphosphat hilft, um Zellenergie zu produzieren. Überschüssige Glukose wird in Form von Glykogen in Leber und Muskeln gespeichert. Wenn der Körper keine Kohlenhydrate als Energiequelle hat, baut er stattdessen Proteine ab. Glykogen ist besonders wichtig, wenn jemand Sport treibt, da er eine schnelle Energiequelle benötigt.