在我們深入研究NADH的作用和重要性之前，讓我們先瞭解NADH是什麽？
NADH，全名為還原型菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸（Nicotinamide Adenine Dinucleotide），是一種維生素B3的衍伸物，也是一種具有生物活性的分子，更是細胞內的重要化合物之一。它是生物體內能量生産的關鍵組成部分，也參與了許多細胞代謝過程。
NADH由維生素B3（菸鹼醯胺）與核苷酸鍵結並帶有一高能的氫離子（H），俗稱「帶電因子」（ElectronCarrier Molecule）。簡單來說，NADH是由菸鹼醯胺腺嘌呤（Nicotinamide Adenine）和兩個磷酸基團組成，這兩者在NADH的功能中扮演著不可或缺的角色。
NADH的作用機轉
(1)能量產生：
NADH的關鍵作用之一是在細胞的能量生産中當個小幫手，它參與細胞的呼吸作用，協助將我們吃進肚子的食物在粒線體中變成一種被稱為ATP（三磷酸腺苷）的分子。ATP是細胞的能量來源，無論是日常活動還是讓我們的心臟跳動，都需要大量的ATP才能有能量來維持正常運作。所以簡單來說，NADH就是生命裡不可或缺的能量合成小夥伴。
(2)抗氧化：
NADH在細胞中發揮抗氧化作用，它可以捕獲並中和有害的自由基，保護細胞不受氧化應激（oxidative stress，尤其是自由基過剩的情況下，抗氧化物被過度耗損的失衡狀態）的損害，這種抗氧化作用有助於維持細胞的健康和穩定性。
(3)其他生化反應：
NADH還涉及許多生物化學反應，包括DNA修復、細胞凋亡（細胞自毀）以及多種酵素反應。所以NADH是維持細胞內平衡的關鍵因素，對於生物體的健康至關重要，更是與抗衰老機制的運作密不可分。
能量代謝的要角─NADH
(1)結構：
NAD（菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸）是一種參與代謝過程的重要輔助因子，在所有活細胞中都有分布，它的結構是由兩個核苷酸通過磷酸基團相連而成，其中一個核苷酸含有腺嘌呤的核苷鹼基，另一個則含有菸鹼醯胺。
NAD有兩種不同的形式，分別是氧化形式的NAD+和還原形式的NADH（H代表氫），這兩種形式被稱為「氧化還原對」，意思是它們是同一個原子或分子在氧化還原反應中的兩種狀態，分別是被還原狀態（多了氫離子與電子），與被氧化狀態（少了氫離子與電子）。
(2)NADH與NAD+的轉換：
NAD是一種重要的輔酵素，被稱為輔酶I，也是在細胞內轉運電子的重要物質，它通過在NAD+（氧化型）和NADH（還原型）之間轉換，參與許多氧化還原反應。簡單來說，NAD+能夠攜帶電子和氫離子形成NADH，而NADH則能將這些電子和氫離子傳遞出去，轉換回NAD+。
(3)用途：
NAD+和NADH之間的轉換是細胞呼吸作用作用過程中產生ATP(細胞能量)的關鍵步驟，在這個轉換過程中會經過三個主要階段來釋放能量：糖解、克氏循環（亦被稱為TCA循環tricarboxylic acid cycle）和電子傳遞鏈。在這些階段中，NAD+作為一種電子載體，可以在NAD+和NADH之間切換形式。 NAD+從食物分子中獲取電子，變成NADH。然後，NADH將電子傳遞給氧氣，並恢復成NAD+。
(TCA循環（tricarboxylic acid cycle）)
除了ATP的產生之外，細胞還利用NAD+和NADH來進行其他類型的反應。例如，在肝細胞中，有乙醇去氫酶（ADH）和乙醛去氫酶（ALDH）兩種酶，它們使用NAD+作為一種氧化劑，將我們喝的酒精飲料中的乙醇分解成一種毒性較低的物質，叫做乙酸鹽。在這兩個反應中，NAD+都會接收兩個電子和一個氫分子，形成NADH。反應式為：NAD+ + H2 + 2e- -> NADH + H+。
NADH和NAD+的功能
加州大學舊金山分校在《生物科學前沿》期刊中發表報告，NAD+和NADH通過調節多種NAD+/NADH 依賴性酵素的活性，如被稱為DNA修復酵素的多聚（ADP－核糖） 聚合酶（PARPs），以及被稱為長壽基因的Sir2 家族蛋白（Sirtuins）等，來實現它們的生物效應。特別值得關注的是，Sirtuins和PARPs在老化、細胞死亡和多種細胞功能中似乎發揮著關鍵作用。這强調了NAD+和NADH在調節這些生物過程中的重要性，並揭示了它們的多功能性。
最新的研究發現，NADH和NAD+能夠穿越細胞膜進行轉運，這也顯示細胞外的NAD+可能具有新的信號傳遞功能。這些研究成果從根本改變了我們對NAD+和NADH的認識，提出了有關它們的代謝和生物活性的嶄新理念。根據這些資訊，我們可以合理地推測，NAD+和NADH，以及ATP和Ca2+（鈣），可能是生命中最基本的四個元素之一，它們對幾乎所有主要的生物過程均產生重大且深遠的影響。
文章來源:
愛健康國際科研團隊, 凃永勝，《解密NADH：健康、長壽和活力的秘密》，臺北：活泉書坊，2024年。
