Metabolomica este o nouă ramură a biochimiei analitice care este legată de metabolism – procesul de transformare a energiei alimentare în energie mecanică sau căldură. Produsele secundare ale metabolismului, cunoscute sub numele de metaboliți, sunt produse în probe biologice, cum ar fi urină, saliva și plasma sanguină. Metabolomica se referă la studiul acestor profiluri de metaboliți, așa cum sunt produse în probele biologice. În cazul biologiei plantelor, probele de țesut specifice sunt utilizate pentru profilarea metaboliților. Metabolomica a crescut odată cu genomica și proteomica de la mijlocul anilor 1990, ca rezultat al Proiectului Genomului Uman, un proiect care vizează cartografierea sistemului genetic uman.
Procesele de activitate celulară, cum ar fi semnalizarea celulară, transferul de energie și comunicarea de la celulă la celulă sunt controlate de metaboliți. Metabolomul este o colecție a tuturor metaboliților dintr-o celulă la un anumit moment în timp. Oamenii au multe tipuri de celule cu metabolomi diferiți, dar metabolomica se ocupă cu studiul metaboliților cu greutate moleculară mică, cum ar fi lipidele, zaharurile și aminoacizii. Acestea sunt cunoscute și ca molecule mici. Tulburările genetice, bolile sau tulburările de mediu pot fi explicate prin studiul modificărilor metabolomului. Prin urmare, studiul metaboliților, și anume metabolomica, poate ajuta la diagnosticarea bolilor sau la studiul efectelor unei substanțe otrăvitoare.
Există două abordări complementare care sunt utilizate pentru investigațiile metabolomice: profilarea metabolică și amprentarea metabolică. În profilarea metabolică, metodele analitice cantitative sunt utilizate pentru a măsura metaboliții unei anumite clase. În amprentarea metabolică, amprentele digitale sunt comparate pentru a determina dacă metaboliții s-au modificat din cauza bolii sau a expunerii la toxine. Pentru a face acest tip de comparație, pot fi folosite cromatograme și metode statistice. Este o metodă semi-cantitativă care poate fi aplicată la o gamă largă de metaboliți. Metabolomica poate fi studiată printr-o combinație de profilare metabolică și amprentare.
Cercetătorii se așteaptă ca metabolomica să poată ajuta asistența medicală în multe feluri. Ar trebui să fie capabil să producă medicamente mai sigure și să identifice mai bine grupurile de oameni care ar putea beneficia de un medicament. Metabolomica poate ajuta, de asemenea, la diagnosticarea bolii și la monitorizarea diferitelor tratamente de sănătate. Integrată cu proteomica și genomica, metabolomica este folosită, de exemplu, pentru a afla de ce unii oameni sunt mai susceptibili la afectarea ficatului de la anumite medicamente. Domeniul este de așteptat să joace un rol important în biologia sistemelor pe termen lung și, pe termen scurt, este de așteptat să ofere biomarkeri pentru a studia expunerea la boli și la toxine.