La régulation de la glycémie est assurée principalement par deux hormones : l'insuline et le glucagon. Ces hormones sont produites par le pancréas et agissent de manière antagoniste pour maintenir l'équilibre de la glycémie.

L'insuline est une hormone hypoglycémiante, ce qui signifie qu'elle abaisse la glycémie. Lorsque la concentration de glucose dans le sang augmente, par exemple après un repas, les cellules bêta des îlots de Langerhans dans le pancréas sécrètent de l'insuline. L'insuline agit sur les cellules cibles, telles que les cellules musculaires et adipeuses, en favorisant l'absorption du glucose et sa conversion en glycogène, une forme de stockage du glucose. Elle stimule également la synthèse des protéines et l'incorporation des acides aminés dans les cellules.

Le glucagon est une hormone hyperglycémiante, ce qui signifie qu'elle augmente la glycémie. Lorsque la concentration de glucose dans le sang diminue, par exemple pendant un jeûne prolongé, les cellules alpha des îlots de Langerhans dans le pancréas sécrètent du glucagon. Le glucagon agit sur le foie en favorisant la dégradation du glycogène en glucose, ce qui libère le glucose dans le sang. Il stimule également la néoglucogenèse, c'est-à-dire la production de glucose à partir de précurseurs non glucidiques, tels que les acides aminés et les acides gras.

La régulation de la glycémie est également influencée par d'autres facteurs, tels que l'activité physique, le stress et les hormones du stress comme l'adrénaline. L'activité physique favorise la captation du glucose par les cellules musculaires, ce qui réduit la glycémie. Le stress, quant à lui, peut augmenter la glycémie en stimulant la sécrétion de glucagon et d'adrénaline.