肝素属于复杂碳水化合物家族，称为糖胺聚糖（或粘多糖）。本质上，糖胺聚糖是重复的双糖单元的长直链，每个链均包含N-乙酰基六胺和己糖或己糖醛酸。肝素与其他糖胺聚糖的区别之一是它含有异常高比例的硫酸化二糖单元。肝素分子中有30％存在一个特殊的，独特的高度硫酸化的五糖序列，这说明了肝素的抗凝作用。
抗凝作用和治疗用途
肝素可防止血液凝结，因为其结构中包含的独特五糖序列与抗凝血酶III紧密结合。抗凝血酶III是一种血浆蛋白，通过与几种活化的凝血因子（包括凝血因子XIa，Xa，IXa和IIa（凝血酶））结合并因此抑制其酶促作用来抑制血液凝结。
与凝血级联反应的其他抑制剂一样，抗凝血酶III的生理功能是防止体内血液凝结，从而保持完整血管内血液的流动性。肝素结合的作用是使抗凝血酶III的活性增加1000倍以上。
肝素标准化–肝素盐
肝素活性（浓度）以世界卫生组织（WHO）国际标准定义的国际单位（IU）或美国药典（USP）单位进行测量。
USP单位定义为在添加0.2 mL的1％CaCl 2溶液后，在1小时内防止1.0 mL柠檬酸的绵羊血浆凝结的肝素含量。这大约是0.005 mg肝素。
IU和USP单元之间的差异很小（7-10％），并且目前正在采取行动来统一这两个单元。肝素钠是医学上和实验室中使用的肝素的天然盐。
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