I valori della glicemia dipendono dalla concentrazione di glucosio nel sangue, una sostanza fondamentale per il metabolismo del cervello. Il glucosio è un genere di zucchero ed è anche il carburante delle nostre attività cognitive: le performance di abilità come memoria, calcolo e linguaggio sono legate anche al livello di glucosio nel sangue. Il cervello non è in grado di sintetizzare il glucosio né di immagazzinarlo da qualche parte, dipende interamente dal glucosio rilasciato da altri organi del nostro corpo, prima di tutti il pancreas. Quando le cellule del pancreas che dovrebbero produrre insulina, un ormone che regola il livello di zuccheri nel sangue, non funzionano a dovere, allora la concentrazione di glucosio diminuisce provocando quel fenomeno conosciuto come ipoglicemia. Quando gli zuccheri nel sangue scendono sotto una certa soglia si compromette il cosiddetto equilibrio glicemico e il primo a farne le spese è proprio il nostro cervello che risulterà un po' "annebbiato".
In una persona sana, il livello di glucosio nel sangue si mantiene in una forbice compresa tra 70 e 110 mg/dl anche quando si è a digiuno grazie a una serie di processi fisiologici che riequilibrano la concentrazione di glucosio. Quando la glicemia diminuisce oltre i livelli limite, nei casi di ipoglicemia, il nostro organismo reagisce con una serie coordinata di azioni, in particolare la produzione di insulina per ristabilire la giusta proporzione di zuccheri. Se però questo meccanismo di difesa zoppica, il glucosio può essere comunque introdotto nell'organismo in almeno due modi: il consumo di carboidrati o l'iniezione esterna di insulina. Molte ricerche medico-scientifiche hanno dimostrato comunque quanto sia difficile individuare un esatto valore per la comparsa dei sintomi dell'ipoglicemia. In persone abituate a mantenere livelli glicemici elevati possono presentarsi i sintomi di ipoglicemia anche con valori di glicemia superiori a 65 mg/d. Al contrario quando l'organismo ha un controllo glicemico ben rodato non è detto che l'ipoglicemia si manifesti con valori al di sotto di 65 mg/dl.
L'ipoglicemia si manifesta più frequentemente in età infantile rispetto a quella adulta e può avere una predisposizione genetica. Negli adulti le principali cause di ipoglicemia sono in assoluto rappresentate da farmaci e in particolare dall'insulina, l'ormone che presiede al metabolismo degli zuccheri nel nostro corpo ma che può, se introdotto in dosi eccessive, provocare l'ipoglicemia. Secondo alcune ricerche le persone con diabete che assumono insulina sono i profili più a rischio di ipoglicemia a causa di una probabilità pari a otto episodi all'anno di ipoglicemia moderata e uno grave. Nel paziente con diabete, oltre quindi a un dosaggio sbagliato di insulina, le cause dell'ipoglicemia possono essere ricondotte per esempio a un'attività fisica intensa non programmata o senza un'adeguata compensazione alimentare, a un digiuno prolungato o all'assunzione di bevande alcoliche a stomaco vuoto.
Di segno completamente opposto è l'iperglicemia, un fenomeno che si verifica quando i valori di glucosio nel sangue sono molto elevati, superiori a 180 mg/dl. Anche in questo caso, come nell'ipoglicemia, le cause dell'iperglicemia sono da ricondurre all'insulina, introdotta in dosi insufficienti o con azione inefficace. Tra le altre cause ci possono essere la mancata aderenza alla terapia, un maggiore fabbisogno di insulina o una scorpacciata di carboidrati in soggetti predisposti oppure anche l'assunzione di farmaci diabetogeni.