Metabolinis reguliavimas yra procesas, kurio metu visos ląstelės – nuo bakterijų iki žmonių – kontroliuoja gyvybei būtinus cheminius procesus. Metabolizmas yra suskirstytas į sudėtingas, nuo žingsnių priklausomas reakcijas, vadinamas metabolizmo keliais. Visur esantys specialūs baltymai, vadinami fermentais, yra pagrindinis šių kelių reguliavimo būdas, nors maistinių medžiagų, atliekų ir hormonų koncentracija gali kontroliuoti medžiagų apykaitos greitį. Metabolizmo sutrikimai yra paveldimos ligos, kurias sukelia pagrindinių fermentų, kurie sutrikdo normalų tam tikro kelio reguliavimą, nebuvimą.
Metabolizmas apibūdina chemines reakcijas, kuriomis veikia organizmai, nuo ląstelių kvėpavimo iki virškinimo, augimo ir dauginimosi įvykių. Sistemos, vadinamos medžiagų apykaitos keliais, koordinuoja šias funkcijas ir paprastai jas pradeda arba sustabdo baltymai, vadinami fermentais. Metabolinis reguliavimas yra biologinės metabolizmo kontrolės pagrindas, nes jis leidžia gyvoms ląstelėms nukreipti šiuos kelius. Negyvose sistemose pusiausvyra su išorine aplinka susidaro pasibaigus cheminėms reakcijoms, kurios nužudytų gyvą ląstelę. Taigi medžiagų apykaitos reguliavimas padeda išlaikyti gyvąją sistemą chemiškai subalansuotoje būsenoje, vadinamoje homeostaze.
Pati pagrindinė medžiagų apykaitos reguliavimo forma atsiranda tada, kai genai nurodo ląstelėms gaminti fermentus ir reguliuoti jų kiekį. Be to, medžiagų apykaitos kelyje molekulės patiria reikšmingų pokyčių ir yra naudojamos ląstelėje arba apdorojamos, kad būtų sukurtas kitas šio kelio etapas. Kai kurios iš šių molekulių, vadinamų substratais, yra veiksmingos medžiagų apykaitos reguliavimo priemonės dėl jų koncentracijos. Metabolizmo greitis pasikeis, priklausomai nuo substrato, kuris turi prisijungti prie fermento, kad veiktų, prieinamumo ir koncentracijos. Be substratų, fermentai dažnai priklauso nuo kitų fermentų ir vitaminų.
Be pasyvesnio „grįžtamojo ryšio“ tipo medžiagų apykaitos reguliavimo pagal substrato koncentraciją, daugumoje daugialąsčių organizmų yra tiesioginės kontrolės. Netgi augalai savo medžiagų apykaitai reguliuoti naudoja hormonus. Aukštesniems gyvūnams išorinis metabolizmo reguliavimas gali kilti iš cheminių signalų, kurie kontroliuoja fermentų aktyvumą, tiesiogiai veikiant fermentus arba paveikdami jų gamybą reguliuojančius genus. Kai kurios medžiagų apykaitos reguliavimo formos keičia tik laiko greitį, kuriuo vyksta biocheminis procesas; kiti suaktyvina procesą arba neleidžia jam pradėti. Gyvūnams medžiagų apykaitos greitis kontroliuoja funkcijas nuo kvėpavimo iki kūno riebalų.
Yra daug medžiagų apykaitos sutrikimų, įskaitant tūkstančius įgimtų genų, koduojančių esminius fermentus, trūkumų. Skydliaukės ligos gali radikaliai pakeisti medžiagų apykaitos greitį, sukelti nutukimą ar beveik badą. Kartais žmogaus medžiagų apykaita yra pernelyg lėta arba greita dėl ligos ir gali būti gydoma mediciniškai. Galima teigti, kad kai kurie vaistai ar maistinės medžiagos skatina medžiagų apykaitą, pakeisdami angliavandenių ar riebalų virškinimo būdų greitį. Pavyzdžiui, pacientams, sergantiems cukriniu diabetu, sumažėja hormono insulino poveikis cukraus apykaitai, todėl norint atkurti normalų medžiagų apykaitos reguliavimą, reikia skirti sintetinį insuliną.