NAD 在調節細胞存活與凋亡方面發揮著關鍵作用，主要通過以下幾種方式實現：
作為 Sirtuins 蛋白家族的輔酶：Sirtuins 是一類依賴 NAD 的去乙酰化酶，在細胞內具有多種生物學功能。當細胞內 NAD 水平充足時，NAD 作為輔酶與 Sirtuins 蛋白結合，激活其去乙酰化酶活性。Sirtuins 可以對多種底物蛋白進行去乙酰化修飾，包括組蛋白、P53 蛋白、FOXO 轉錄因子等。以 P53 蛋白為例，在正常生理狀態下，P53 蛋白處于乙酰化狀態，具有促進細胞凋亡的作用。而 Sirtuins 被 NAD 激活后，可使 P53 蛋白去乙酰化，去乙酰化后的 P53 蛋白穩定性降低，其促凋亡活性受到抑制，從而促進細胞存活。在細胞面臨氧化應激、DNA 損傷等不利因素時，這種由 NAD - Sirtuins 介導的對 P53 蛋白的調控機制有助于細胞在壓力條件下維持正常的生理功能，避免過度凋亡。
參與細胞能量代謝調控：NAD 在細胞能量代謝過程中起著核心作用，它作為輔酶參與糖酵解、三羧酸循環和氧化磷酸化等重要的代謝途徑。在這些過程中，NAD?接受電子和質子被還原為 NADH，NADH 再通過電子傳遞鏈將電子傳遞給氧氣，同時產生 ATP，為細胞提供能量。當細胞內 NAD 水平充足時，能量代謝過程能夠正常進行，細胞可以獲得足夠的能量來維持其正常的生理功能和生存狀態。相反，當 NAD 水平下降時，能量代謝受阻，ATP 生成減少，細胞可能會因能量供應不足而啟動凋亡程序。例如，在一些神經退行性疾病中，神經元細胞內 NAD 水平降低，導致能量代謝紊亂，細胞無法維持正常的生理功能，最終引發細胞凋亡，這也是神經退行性疾病中神經元丟失的重要原因之一。
調節細胞內氧化還原狀態：NAD?/NADH 比值是細胞內重要的氧化還原指標，該比值的變化可以反映細胞的氧化還原狀態。正常情況下，細胞內保持著一定的 NAD?/NADH 平衡，以維持細胞內的氧化還原穩態。當細胞受到外界刺激，如氧化應激時，NADH 的生成可能會增加，導致 NAD?/NADH 比值下降。此時，細胞內的氧化還原狀態發生改變，會激活一系列抗氧化防御機制，以保護細胞免受氧化損傷。如果 NAD?/NADH 比值持續失衡，細胞內氧化應激水平過高，超過了細胞的抗氧化能力，就可能會引發細胞凋亡。例如，在心肌缺血 - 再灌注損傷中，缺血再灌注過程會導致心肌細胞內 NAD?/NADH 比值失調，氧化應激增強，進而誘導心肌細胞凋亡，而通過調節 NAD?/NADH 比值，可以減輕心肌細胞的凋亡，保護心臟功能。
