烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）是一种用于氧化还原反应的辅酶，是能量代谢的核心。NAD+也是非氧化还原NAD+依赖性酶的重要辅助因子，包括去乙酰化酶、CD38和聚（ADP-核糖）聚合酶。NAD+可以直接和间接影响许多关键的细胞功能，包括代谢途径、DNA修复、染色质重塑、细胞衰老和免疫细胞功能。这些细胞过程和功能对于维持组织和代谢稳态以及健康老龄化至关重要。

NAD+首先被确定为调节酵母抽提物代谢率的作用，后来又被确定为氧化还原反应中的主要氢化物受体。NAD+接受氢化物离子形成还原型NADH的能力对所有生命形式的代谢反应至关重要，并调节参与多种分解代谢途径的脱氢酶的活性，包括糖酵解、谷氨酰胺分解和脂肪酸氧化。在真核生物中，这些反应中被接受的电子随后被提供给电子传递链以形成ATP。NAD+也可以磷酸化形成NADP+，NADP+作为氢化物受体形成NADPH，用于保护机体免受氧化应激，并用于需要降低能量的合成代谢途径，如脂肪酸合成。

NAD+是多种代谢途径和细胞过程的关键代谢物和辅酶。首先，NAD+还原是维持细胞能量平衡和氧化还原状态所必需的。NAD+也由三类NAD+消耗酶持续转换：NAD+糖水解酶，也被称为NAD+酶（CD38、CD157和SARM1）、sirtuins和聚（ADP-核糖）聚合酶（PARPs）的蛋白质脱酰酶家族，具有各种重要的细胞功能。它们利用NAD+作为底物或辅助因子并生成烟酰胺（NAM）作为副产品。

NAD+可以通过犬尿氨酸途径由l-色氨酸从头合成，也可以通过Preiss-Handler途径由烟酸（NA）等维生素前体从头合成。在肝脏外，大多数细胞不表达通过犬尿氨酸途径将色氨酸转化为NAD+所需的全部酶。大多数色氨酸在肝脏代谢为NAM，在那里被释放到血清中，被外周细胞吸收，并通过NAM补救途径转化为NAD+。此外，在某些情况下，免疫细胞，如巨噬细胞，也会从色氨酸中生成NAD+。因此，除了肝脏外，从头生物合成途径似乎是一种更间接的机制，有助于提高全系统NAD+水平，大多数NAD+来自NAM补救途径。

除了主要NAD+消耗酶外，NAD+被广泛用作生化反应的辅助因子或底物，有超过300种酶依赖于NAD+活动。因此，NAD+是关键细胞功能和适应代谢需求的中介物。其中一些关键的细胞过程包括代谢途径，氧化还原稳态，主要的DNA的来源和修复，以保护基因组的稳定性、表观遗传调控和染色质重塑和自噬。总的来说，这些功能对于维持系统健康和体内平衡很重要。然而，在衰老过程中，NAD+水平的下降会影响这些过程，并加剧与衰老相关的疾病。

影响衰老或受衰老影响的主要细胞过程包括代谢功能障碍、DNA修复失败和基因组不稳定性、炎症、细胞衰老和神经退行性变，而NAD+水平在对调节过程中起重要作用。靶向NAD+降解途径或提高NAD+水平可以影响代谢过程，并可以有效预防代谢性疾病。NAD+补充剂（NR和NMN）可以恢复与衰老相关的低NAD+水平，也可以在啮齿类动物模型中预防肥胖，表明这些补充剂可以作为恢复人类肥胖患者代谢健康的治疗方法。