Η μεταβολική ρύθμιση είναι η διαδικασία με την οποία όλα τα κύτταρα — από τα βακτήρια μέχρι τους ανθρώπους — ελέγχουν τις χημικές διεργασίες που είναι απαραίτητες για τη ζωή. Ο μεταβολισμός οργανώνεται σε πολύπλοκες αντιδράσεις που εξαρτώνται από τα βήματα που ονομάζονται μεταβολικά μονοπάτια. Οι πανταχού παρούσες ειδικές πρωτεΐνες που ονομάζονται ένζυμα είναι ο κύριος τρόπος με τον οποίο ρυθμίζονται αυτές οι οδοί, αν και η συγκέντρωση των θρεπτικών ουσιών, των αποβλήτων και των ορμονών μπορεί να ελέγξει τους μεταβολικούς ρυθμούς. Οι μεταβολικές διαταραχές είναι κληρονομικές ασθένειες που προκαλούνται από την απουσία βασικών ενζύμων που διαταράσσουν την κανονική ρύθμιση μιας δεδομένης οδού.
Ο μεταβολισμός περιγράφει τις χημικές αντιδράσεις με τις οποίες λειτουργούν οι οργανισμοί, από την κυτταρική αναπνοή έως τα γεγονότα που υποκρύπτουν την πέψη, την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή. Συστήματα που ονομάζονται μεταβολικά μονοπάτια συντονίζουν αυτές τις λειτουργίες και συνήθως ξεκινούν ή σταματούν από πρωτεΐνες που ονομάζονται ένζυμα. Η μεταβολική ρύθμιση είναι η βάση του βιολογικού ελέγχου του μεταβολισμού, καθώς επιτρέπει στα ζωντανά κύτταρα να κατευθύνουν αυτές τις οδούς. Στα μη ζωντανά συστήματα, η ισορροπία με το εξωτερικό περιβάλλον συμβαίνει στο τέλος των χημικών αντιδράσεων, οι οποίες θα σκότωναν ένα ζωντανό κύτταρο. Έτσι, η μεταβολική ρύθμιση βοηθά στη διατήρηση του ζωντανού συστήματος σε μια χημικά ισορροπημένη κατάσταση, που ονομάζεται ομοιόσταση.
Η πιο βασική μορφή μεταβολικής ρύθμισης συμβαίνει όταν τα γονίδια δίνουν εντολή στα κύτταρα να παράγουν ένζυμα και να ρυθμίζουν την ποσότητα τους. Επιπλέον, σε μια μεταβολική οδό, τα μόρια υφίστανται σημαντικές αλλαγές και είτε χρησιμοποιούνται από το κύτταρο είτε υποβάλλονται σε επεξεργασία για να δημιουργήσουν ένα άλλο βήμα στην οδό. Μερικά από αυτά τα μόρια, που ονομάζονται υποστρώματα, είναι αποτελεσματικά μέσα μεταβολικής ρύθμισης μέσω της συγκέντρωσής τους. Ο ρυθμός μιας μεταβολικής οδού θα αλλάξει, ανάλογα με τη διαθεσιμότητα και τη συγκέντρωση ενός υποστρώματος, το οποίο πρέπει να συνδεθεί με ένα ένζυμο για να λειτουργήσει. Εκτός από τα υποστρώματα, τα ένζυμα συχνά εξαρτώνται από άλλα ένζυμα και από βιταμίνες.
Εκτός από το πιο παθητικό είδος μεταβολικής ρύθμισης «ανάδρασης» με συγκέντρωση υποστρώματος, υπάρχουν άμεσοι έλεγχοι στους περισσότερους πολυκύτταρους οργανισμούς. Ακόμη και τα φυτά χρησιμοποιούν ορμόνες για τον έλεγχο του μεταβολισμού τους. Στα ανώτερα ζώα, η εξωτερική ρύθμιση του μεταβολισμού μπορεί να προέλθει από χημικά σήματα που ελέγχουν τη δραστηριότητα των ενζύμων, είτε δρώντας άμεσα στα ένζυμα είτε επηρεάζοντας τα γονίδια που ρυθμίζουν την παραγωγή τους. Ορισμένες μορφές μεταβολικής ρύθμισης αλλάζουν μόνο το ρυθμό του χρόνου στον οποίο συμβαίνει μια βιοχημική διαδικασία. άλλοι ενεργοποιούν μια διαδικασία ή την εμποδίζουν να ξεκινήσει. Στα ζώα, ο μεταβολικός ρυθμός ελέγχει τις λειτουργίες από την αναπνοή έως το σωματικό λίπος.
Υπάρχουν πολλές διαταραχές του μεταβολισμού, συμπεριλαμβανομένων χιλιάδων συγγενών ελλείψεων γονιδίων που κωδικοποιούν τα απαραίτητα ένζυμα. Οι ασθένειες του θυρεοειδούς μπορούν να αλλάξουν ριζικά τον μεταβολικό ρυθμό, προκαλώντας παχυσαρκία ή σχεδόν λιμοκτονία. Μερικές φορές, ο ανθρώπινος μεταβολισμός είναι υπερβολικά αργός ή γρήγορος λόγω νοσηρών καταστάσεων και μπορεί να αντιμετωπιστεί ιατρικά. Ορισμένα φάρμακα ή θρεπτικές ουσίες μπορεί να ειπωθεί ότι ενισχύουν τους μεταβολικούς ρυθμούς αλλάζοντας τον ρυθμό των οδών που εμπλέκονται με την πέψη των υδατανθράκων ή του λίπους. Σε ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη, για παράδειγμα, οι επιδράσεις της ορμόνης ινσουλίνης στον μεταβολισμό του σακχάρου διακυβεύονται και πρέπει να χορηγηθεί συνθετική ινσουλίνη για την αποκατάσταση της φυσιολογικής μεταβολικής ρύθμισης.