Der Stoffwechselweg ist eine Reihe von chemischen Reaktionen, die innerhalb einer Zelle ablaufen. Innerhalb jedes dieser Wege wird eine Chemikalie durch eine Reihe von Schritten in eine andere Chemikalie umgewandelt. Diese Reaktionen werden durch Enzyme katalysiert und erfordern oft Vitamine und Mineralstoffe, um richtig zu funktionieren.
Eine der ersten Studien über Stoffwechselwege wurde 1909 von einem britischen Arzt namens Archibald Garrod durchgeführt. Es wurde entdeckt, dass die wichtigsten Stoffwechselwege für den Menschen die Glykolyse – der erste entdeckte Stoffwechselweg –, der Krebs-Zyklus, die oxidative Phosphorylierung und die Gluconeogenese sind. Die Ansammlung aller Wege innerhalb des menschlichen Körpers wird als metabolisches Netzwerk bezeichnet und bestimmt die physiologischen und biochemischen Eigenschaften einer Zelle.
Enzyme gelten als sehr wichtig für den Stoffwechselweg des Körpers. Sie wirken als Katalysatoren bei verschiedenen chemischen Reaktionen, die in den Körperzellen ablaufen. Enzyme wandeln Substrate in verschiedene Moleküle oder Produkte um. Da Enzyme selektiv sind und nur wenige ausgewählte Reaktionen katalysieren, bestimmt der Satz von Enzymen, die in einer Zelle hergestellt werden, welche Stoffwechselwege in dieser Zelle ablaufen. Die Enzymaktivität kann durch andere Moleküle beeinflusst werden; Inhibitoren verringern ihre Aktivität, während Aktivatoren sie erhöhen.
Der Stoffwechsel des Körpers ist in zwei Phasen unterteilt: Anabolismus und Katabolismus. Der Anabolismus verwendet Energie, um die Bestandteile einer Zelle wie Proteine zu bauen, während der Katabolismus den Abbau organischer Stoffe beinhaltet. Das Ergebnis dieses Stoffwechselprozesses kann entweder von den Zellen gespeichert oder verwendet werden, um einen anderen Stoffwechselweg zu initiieren. Der Stoffwechselweg und seine Aktivitäten hängen auch von anderen Faktoren ab, einschließlich der Temperatur und der chemischen Umgebung, auch bekannt als pH-Wert.
Es wird normalerweise angenommen, dass der Stoffwechselweg in eine Richtung verläuft und aus einer Reihe chemischer Reaktionen besteht, die miteinander verbunden sind. Diese Prozesse ermöglichen es lebenden Organismen, zu wachsen und sich an ihre Umgebung anzupassen. Der Stoffwechselprozess bestimmt auch, welche Stoffe nahrhaft und welche giftig sind. Die Stoffwechselgeschwindigkeit in einem Organismus wird auch als Stoffwechselrate bezeichnet.
Andere Stoffwechselwege, die in den meisten lebenden Organismen vorkommen, sind die Fettsäureoxidation und der Harnstoffzyklus. Beim Menschen findet der Harnstoffzyklus hauptsächlich in der Leber statt und beinhaltet die Produktion von Harnstoff aus Ammoniak. Fettsäureoxidation ist der Prozess, bei dem Fettmoleküle in freie Fettsäuren und Monoglyceride zerlegt werden.