Heparin ist ein körpereigener Stoff, der in Mastzellen und Granulozyten vorkommt. Es ist ein Mukopolysaccharid-Polyschwefelsäureester und damit eine der stärksten Säuren im menschlichen Körper.
Standard-Heparin oder unfraktioniertes Heparin hat ein Molekulargewicht von ca. 3000-30000 Da mit einem Mittelwert von ca. 15000 Da. Dies entspricht etwa 50 Monomeren.
Niedermolekulare Heparine haben ein mittleres Molekulargewicht von ca. 4000-6000 Da. Sie werden aus Standard-Heparin durch Fraktionierung gewonnen. Die Herstellungsverfahren sind unterschiedlich, so dass niedermolekulare Heparine mit unterschiedlichen Eigenschaften entstehen. Enoxaparin hat ein mittleres Molekulargewicht von 4200 Da, Nadroparin von 4500 Da und Certoparin-Natrium von 4200-6200 Da.
Aufgrund seiner starken negativen Ladung bildet Heparin mit verschiedenen Proteinen Komplexe. Der wichtigste Effekt ist hier die Bindung an Antithrombin III und dessen Aktivitätssteigerung auf das 700-1000fache.
Antithrombin III (AT III) zirkuliert frei im Blut und ist in der Lage, Serinproteasen, zu denen auch die aktivierten Gerinnungsfaktoren IIa, VIIa, Xa, XIa und XIIa zählen, zu hemmen. Diese hemmende Aktivität kann durch Heparin, wie erwähnt, stark erhöht werden. Vor allem Faktor IIa (Thrombin) und Xa (Stuart-Prower-Factor) werden stark gehemmt. Für die Hemmung des Faktors IIa muss das Heparin allerdings mit dem Faktor und AT III gleichzeitig in Kontakt treten. Das ist aufgrund der Kettenlänge nur bei dem unfraktionierten Heparin gegeben. Für die Hemmung von Xa reicht die Wechselwirkung zwischen Heparin und AT III aus. So erklärt sich, warum niedermolekulare Heparine kaum Einfluss auf Thrombin haben und auch die aPTT (aktivierte partielle Thromboplastinzeit) kaum beeinflussen.
Die Wirkung von Heparin ist an seine starke negative Ladung gebunden. Daher erklärt sich die Verwendung des Antidots Protaminsulfat, das ein stark basisches Protein ist und so die Schwefelsäurereste des Heparins inaktivieren kann.
