Szlak metaboliczny to szereg reakcji chemicznych zachodzących w komórce. W każdym z tych szlaków jedna substancja chemiczna jest przekształcana w inną substancję chemiczną w szeregu etapów. Reakcje te są katalizowane przez enzymy i często wymagają witamin i minerałów do prawidłowego funkcjonowania.
Jedno z pierwszych badań szlaków metabolicznych zostało przeprowadzone przez brytyjskiego lekarza Archibalda Garroda w 1909 roku. Odkryto, że najważniejszymi szlakami metabolicznymi dla ludzi są glikoliza – pierwszy odkryty szlak – cykl Krebsa, fosforylacja oksydacyjna i glukoneogeneza. Zbiór wszystkich ścieżek w ludzkim ciele nazywa się siecią metaboliczną, a to determinuje fizjologiczne i biochemiczne właściwości komórki.
Uważa się, że enzymy są bardzo ważne dla szlaku metabolicznego organizmu. Działają jak katalizatory w różnych reakcjach chemicznych zachodzących w komórkach organizmu. Enzymy przekształcają substraty w różne cząsteczki lub produkty. Ponieważ enzymy są selektywne i katalizują tylko kilka wybranych reakcji, zestaw enzymów wytwarzanych w komórce określa, które szlaki metaboliczne występują w tej komórce. Na aktywność enzymu mogą wpływać inne cząsteczki; inhibitory zmniejszą ich aktywność, a aktywatory ją zwiększą.
Metabolizm organizmu dzieli się na dwie fazy: anabolizm i katabolizm. Anabolizm wykorzystuje energię do budowy składników komórki, takich jak białka, podczas gdy katabolizm obejmuje rozkład materii organicznej. Wynik tego procesu metabolicznego może być przechowywany przez komórki lub wykorzystywany do zainicjowania innego szlaku metabolicznego. Szlak metaboliczny i jego aktywność będą zależeć również od innych czynników, w tym temperatury i środowiska chemicznego, znanego również jako poziom pH.
Uważa się, że szlak metaboliczny przebiega w jednym kierunku i składa się z szeregu powiązanych ze sobą reakcji chemicznych. Procesy te pozwalają żywym organizmom rosnąć i dostosowywać się do środowiska. Proces metaboliczny określi również, które substancje są pożywne, a które trujące. Szybkość metabolizmu w organizmie jest również nazywana tempem przemiany materii.
Inne szlaki metaboliczne zachodzące w większości żywych organizmów obejmują utlenianie kwasów tłuszczowych i cykl mocznikowy. U ludzi cykl mocznikowy zachodzi przede wszystkim w wątrobie i polega na produkcji mocznika z amoniaku. Utlenianie kwasów tłuszczowych to proces, w którym cząsteczki tłuszczu są rozkładane na wolne kwasy tłuszczowe i monoglicerydy.