Углеводы являются важнейшим источником энергии. Углеводы делятся на три группы. К первой относятся простые углеводы, или моносахариды, содержащие одну молекулу углеводов: глюкоза, фруктоза, галактоза. Во вторую группу входят дисахариды, содержащие две молекулы углеводов: сахароза (свекловичный и тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар) и мальтоза (солодковый сахар). К третьей группе относятся полисахариды, состоящие из нескольких моносахаридов: крахмал, гликоген, клетчатка.
С физиологической точки зрения особое значение имеют глюкоза и гликоген, так как они являются основными источниками энергии, используемой организмом. При необходимости экстренных энерготрат — эмоциональное возбуждение (боль, страх, гнев, ярость и другие чувства), интенсивная мышечная работа — они легко извлекаются из депо и быстро окисляются с выделением энергии. Особенно велика роль глюкозы в питании скелетных мышц и центральной нервной системы.
Значение глюкозы для нормального функционирования организма подтверждается тем, что при снижении уровня сахара в крови (гипогликемия) появляются резко выраженная мышечная слабость, ощущение утомления, ускорение сердцебиения, усиление потоотделения, побледнение или покраснение кожного покрова и т. д. В тяжелых случаях падает температура тела, нарушается деятельность центральной нервной системы (начинаются судороги, бред, меркнет сознание). Все эти явления сразу же исчезают после введения раствора глюкозы. В тонких кишках всасываются в кровь только простые одномолекуляр-ные сахара: глюкоза, фруктоза, галактоза, ксилоза и арабиноза. Более сложные углеводы — дисахариды (сахароза, лактоза) и полисахариды (гликогены и крахмал) — могут быть усвоены организмом только после их расщепления на соответствующие моносахариды.
Через капилляры кишечных ворсинок моносахариды попадают в кровеносную систему и с током крови доставляются прежде всего в печень. Здесь значительная их часть проходит через печень без изменения и разносится с током крови по всему телу. Чем больше потребляется богатой углеводами пищи, тем выше содержание гликогена в печени.
Разные органы используют неодинаковое количество глюкозы из притекающей к ним крови. Наибольшее количество глюкозы потребляется мозгом и сердечной мышцей. Сохранение постоянной концентрации сахара в крови (от 80 до 120 миллиграммов глюкозы на 100 миллиграммов крови) поддерживается двумя процессами: потреблением глюкозы тканями и поступлением ее в кровь из печени. Гликоген расщепляется в печени непосредственно на глюкозу без промежуточных продуктов. Этот процесс называется «мобилизацией гликогена». При недостатке углеводов в пище гликоген может образовываться в печени из белков и жиров.
Нарушения углеводного обмена чаще всего связаны с заболеваниями печени, при которых печень теряет способность превращать в гликоген поступающую из кишечника глюкозу, и с заболеваниями поджелудочной железы, самым известным из которых является сахарный диабет.
Витамины играют очень важную роль в процессах усвоения пищевых веществ и во многих биохимических реакциях организма. Большая часть витаминов поступает с пищей, некоторые из них синтезируются микробной флорой кишечника и всасываются в кровь, поэтому даже при отсутствии таких витаминов в пище организм не испытывает в них потребности. 
Недостаток в пищевом рационе какого-либо витамина (не синтезируемого в кишечнике) вызывает болезненное состояние, называемое гиповитаминозом. В случае нарушения всасывания витаминов в кишечнике при том или ином заболевании гиповитаминоз может иметь место даже при достаточном количестве витаминов в пище.
Обмен минеральных солей. Осмотическое давление крови и межклеточных жидкостей определяется концентрацией солей натрия, кальция, магния, калия. Постоянство осмотического давления является важнейшим условием нормального протекания всех обменных процессов, условием, обеспечивающим устойчивость организма к различным воздействиям внешней среды. Концентрация неорганических составных частей жидкостей организма поддерживается с особой точностью и потому подвержена наименьшим индивидуальным колебаниям.
