Углеводы вместе с белками и жирами входят в состав основных групп макронутриентов. Углеводы представлены простыми и сложными. К простым углеводам относят моносахариды. В состав сложных углеводов входят олигосахариды и полисахариды. Олигосахариды образованы из 2–10 моносахаридов. Сложные углеводы включают более чем 10 остатков мономеров. Все углеводы в ходе гидролиза и переваривания расщепляются до мономеров. Глюкоза, фруктоза, галактоза представляют собой наиболее распространенные простые углеводы.
Углеводы играют энергетическую функцию, выделяя 4 ккал при переваривании. С белками углеводы образуют комплексы, которые выполняют структурные функции, образуя «каркас» клеточных мембран, соединительной и хрящевой тканей.
Простые углеводы легко усваиваются в ротовой полости, выступая в качестве источника быстрой энергии для организма. Сложные углеводы расщепляются в тонкой кишке до мономеров, поступающих в кровь и транспортируемых по всему организму для питания всех тканей. Избыточная глюкоза превращается в жир — долговременный энергетический запас. При понижении уровня сахара в крови через некоторое время после еды или при физической нагрузке гликоген расщепляется на глюкозу, и она поступает в кровоток. Образование и распад гликогена обеспечивают постоянство уровня глюкозы в крови. В процессе усвоения углеводов поднимается уровень сахара в крови. Быстроусвояемые углеводы — это продукты с высоким гликемическим индексом. Сложные углеводы расщепляются медленно. Глюкоза из них высвобождается постепенно, давая энергию организму. Гликемический индекс продуктов со сложными углеводами средний и низкий. Клетчатка не переваривается и выводится, осуществляя эвакуаторную функцию кишечника. Она выполняет роль адсорбента, связывая токсические вещества.
Для большей части российского населения традиционна углеводная диета с соотношением белки: жиры: углеводы примерно равной 1:1:4.
Большую проблему для этого типа питания представляет потребление «свободных сахаров». К ним относятся сахара, добавляемые в рецептуры пищевых продуктов изготовителями. Термин «свободные сахара» был предложен и использовался в практике международных организаций с 2002 г.