NAD 有氧化型（NAD⁺）和还原型（NADH）两种形式，在细胞内的众多氧化还原反应中充当辅酶。在糖酵解、三羧酸循环等代谢过程中，NAD⁺可以接受代谢底物上的电子和质子，被还原为 NADH，同时使底物发生氧化反应。例如，在 3 - 磷酸甘油醛脱氢酶催化的反应中，3 - 磷酸甘油醛被氧化为 1,3 - 二磷酸甘油酸，NAD⁺则接受氢和电子生成 NADH。之后，NADH 又可以在其他反应中作为电子供体，将电子传递给其他物质，自身重新被氧化为 NAD⁺，如此循环往复，保证细胞内氧化还原反应的顺利进行，维持细胞的正常代谢和生理功能。

在线粒体的电子传递链中，NADH 是重要的电子供体。NADH 将其携带的电子传递给电子传递链的复合物 I，电子在复合物 I、辅酶 Q、复合物 III、细胞色素 c 和复合物 IV 等之间依次传递，最终传递给氧气，使氧气被还原为水。在这个过程中，NADH 被氧化为 NAD⁺，同时通过质子泵的作用，将质子从线粒体基质泵到内膜外，形成跨线粒体内膜的质子电化学梯度，用于驱动 ATP 的合成。通过这种方式，NADH 和 NAD⁺的相互转化与能量产生相偶联，并且保证了电子传递链的正常运转，维持细胞内的氧化还原状态的稳定，避免电子传递异常导致的氧化应激等问题。

调控抗氧化系统

NADPH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）与 NADH 结构相似，在细胞内的氧化还原平衡中也起着重要作用。NADPH 主要通过磷酸戊糖途径产生，它是细胞内重要的还原力，参与维持谷胱甘肽（GSH）的还原状态。GSH 是细胞内一种重要的抗氧化剂，在谷胱甘肽过氧化物酶的作用下，GSH 可以将过氧化氢（H₂O₂）还原为水，自身被氧化为氧化型谷胱甘肽（GSSG）。而 NADPH 可以在谷胱甘肽还原酶的作用下，将 GSSG 重新还原为 GSH，使细胞内的抗氧化系统能够持续发挥作用，清除过多的活性氧（ROS）等氧化物质，维持细胞内的氧化还原平衡。虽然这里直接起作用的是 NADPH，但磷酸戊糖途径等代谢过程与 NAD⁺/NADH 参与的糖酵解等代谢途径相互关联，共同维持细胞内整体的氧化还原稳态。