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1．抗凝作用
水蛭素是凝血酶抑制剂，故有抗凝血作用，每mg水蛭素含10400抗凝血酶单位活性。0．5mg水蛭素就足以阻止5mi兔血液凝固；20mg水蛭素可阻止100mi人血的凝固。
水蛭素是迄今已知世界上最强的凝血酶特效抑制剂。与凝血酶结合形成非共价复合物。该物极稳定，解离常数为10-1z数量级，且反应速度极快。因为水蛭素与凝血酶的亲合力极强，所以，在很低浓度下就能中和凝血酶，相当于摩尔数比率1：1。水蛭素的抗凝血活性标准可通过凝血酶来测定。能够中和一个国际单位凝血酶的水蛭素的量，为一个抗凝单位(1ATU)的水蛭素。
水蛭素不仅能阻止纤维蛋白原凝固，也能阻止凝血酶催化的血瘀反应。如凝血因子v、Ⅶ、Ⅶ均能被水蛭素所抑制。血液凝固被推迟或完全被阻止，则取决于水蛭素的浓度。
水蛭素不但能抗凝血，而且对于由凝血酶诱导的其它细胞的非血瘀现象也有作用。并能抑制凝血酶诱导的成纤维细胞的增殖和凝血酶对内皮细胞的刺激。水蛭素能抑制凝血酶对血小板的作用，抑制凝血酶同血小板的结合，抑制血小板对凝血酶刺激的释放，并能使凝血酶同血小板解离。
水蛭素比肝素抗凝作用更显著，且较少引起难以控制的自发性出血。用肝素出血的发生率为5％，而用水蛭素仅为l％。实践中，用水蛭素、肝素分别为严重心衰病人治疗，两组病人均给予阿斯匹林和组织纤维蛋白溶酶原化剂(tPA)，治疗时先给一次大剂量药，然后减为小量维持用药5天。在首次给药90分钟后，水蛭素组及肝素组的病人血流状况改善分别为65％和57％，用药1836小时后，分别上升为98％和89％。两组病人心脏病再次发作或死亡者比较，肝素组死亡率为6％，而水蛭素组为2％；病人日后需接受心脏旁路手术或血管成形术者，水蛭素也比肝素组少，分别为34％和51％。
2．抗血栓作用
水蛭素对各种血栓病均有效，尤其对静脉血栓和DIC(弥漫性血管内凝血)的作用更明显。例如给大鼠和兔适量的水蛭素，可抑制其颈动脉血栓形成，而且形成的血栓比对照组小。由于血液损伤引起的颈动脉血栓和冠状动脉血栓形成，可被水蛭素完全抑制，并能有效的抑制大鼠和断奶小猪微血栓形成，减轻由凝血酶或内毒素对凝血素流诱导的改变，减少纤维蛋白沉积。同时血功能的特征变化一左心室压升高程度也减少了。
对于不同的实验模型，抗栓的有效剂量和血浓度也不一样；用大鼠作实验，比较水蛭素治疗各种血栓的有效浓度，静脉血栓和DIC所需的水蛭素浓度最低，并且均比肝素低。水蛭素治疗静脉血栓所需的血浓度是肝素的1/20，而治疗DIC仅是肝素的1/50。因为在静脉血栓形成过程中，主要的血浆凝固因子被活化，导致凝血酶的形成，而水蛭素是最强的凝血酶抑制剂。
按40AT-U／(kg．min)速度给大鼠静脉滴入水蛭素，血浆浓度为4.3AT-U／m1时，则可完全抑制静脉血栓形成。而要完全抑制动脉血栓的形成，则需要按200AT-U／kg.min，给水蛭素60min。抑制动脉血栓比抑制静脉血栓，水蛭素的剂量要高5倍。与肝素相比，水蛭素抑制血栓形成的浓度，远远小于其引起出血的浓度。在它完全抑制动脉血栓的血浓度下，只引起出血时间延长50％一60％，而肝素则有引起出血的严重副作用。
在抗栓治疗中，与肝素相比，水蛭素的另一显著优点是不增加抗凝血酶-Ⅲ(AT-Ⅲ)的消耗，肝素与水蛭素都有抑制凝血酶对纤维蛋白质与血小板的作用，但水蛭素与辅因子无关。在DIC发病过程中，AT-Ⅲ要减少，这将减少了肝素治疗DIC的疗效，当AT-Ⅲ在血浆中的浓度低于正常值70％一80％，则有形成血栓的危险。
四、水蛭素的药物动力学
水蛭素的抗凝血与抗血栓效果，取决于其在血中的浓度，测定其血浓度方法，主要是通过测量血液凝固时间形成或用底质发色的方法，求出其与过量凝血酶反应后，剩余凝血酶的量。
犬、兔和大鼠静脉注射水蛭素后，消除速率相当快，消除半衰期为l小时左右。
水蛭素分布于细胞外的空间，通过肾小球过滤，以活性形式排出体外。
经HPLC测定，氨基酸组成及序列分析结果也表明，注射给予的水蛭素，未经代谢与机体结合，以原形通过肾脏排泄。
动物与人体药理实验相似，静注给药符合二房室模型方程。
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水蛭素的提取方法研究
这方面的实验与应用，多见于国外报道。目前国内采用不多。
1．提取水蛭素的有效部位
水蛭素主要产生于水蛭的唾液里，当水蛭吸血时，将其分泌出来，阻止血液凝固。因而，实践表明，提取水蛭素的最佳部位在头部。I．P．Baskova在比较了从水蛭头部、去头后的体部及整体水蛭中提取的水蛭素后发现，从头部得到的水蛭素活性最强，从整体得到的活性只有头部的土／3，而从去头后的体部得到的是伪水蛭素(pseudohru山n)，其化学性与水蛭素相同，但无抗凝活性。
2．提取水蛭素的方法
(1)用能与水混溶的有机溶剂提取：从水蛭头部提取：即将水蛭头部剪下，切成碎片，以其10倍体积的40％丙酮一水提取2次，每次30min。合并提取液，再加1／2体积的809《丙酮一水，加冰醋酸调至pH4．34．5，离心除去沉淀，上清液用氨水调至pH6．0，在40~C下，减压浓缩至原体积的l／10。再用10％三氯醋酸调至pHl．8。最后以10倍体积的冷丙酮(5。C一0。C)将粗水蛭素沉淀析出。
从水蛭整体中提取：即将80％的冷丙酮加到磨碎的水蛭粉中，搅拌10min后，加氯化钠(0．20．5mol几)和三氯醋酸(0．10．4mol／L)，使PH值达到2．53．5，搅拌3060min，倾出上清液，沉渣再用1／3体积的上述80％丙酮提取1次。合并2次提取液，加入2倍体积的冷丙酮(10~C)，沉淀析出粗水蛭素。
(2)用水提取：
将水蛭磨成细粉，加入0．5mol几氯化钠液，室温搅拌3060min，调成pH2．02．5后，升温至70C，搅拌15min离心去渣。上清液调至pH6。57．0，加入l。5倍体积的乙醇，去沉淀。上清液在30~C一40~C，真空浓缩至原体积的1／20左右。向浓缩液中加入等体积的丙酮，去沉淀，再加入4倍体积的冷丙酮(5~C一0信C)，将粗水蛭素沉淀析出。水蛭素的分离，多用离子交换、凝胶层析和等聚焦等方法。如作进一步研究，可以分离提到纯晶。
水蛭的药理作用
1、对心血管系统作用
水蛭水煎醇沉液对大鼠离体心脏灌流5min时，冠脉流量增加9%，但10min时反而减少10％，且使心肌收缩幅度下降。对心率无明显影响。
水蛭有抗垂体后叶素造成的心肌缺氧及抗血小板聚集作用，可缓解动脉痉挛。
水蛭醇提物能明显降低人血小板中ADP诱导的外源性血小板聚集率(乎均聚集抑制是54．9l％)和内源性血小板聚集率(平均聚集抑制是58．56％)，即对ADP诱导的人血小板聚集有显著抑制作用。
水蛭粉不仅能使TC、TG降低，并能使PGI明显上升，TXB明显下降，由于能调节PGI与TXA的平衡，从而使主动脉、冠状动脉病变减轻。同时，水蛭粉能使LPO明显下降，GSl、GSG-P明显上升，说明水蛭粉能抑制LPI对细胞结构的损害。GSH、GSH-P是氧自由基(OFR)的清除剂，使用水蛭粉后GSH、GSHP：明显上升。可见水蛭粉能抑制OFR的作用，从而对心功能恢复，缩小心肌梗塞面积，保护心肌，减少心律失常发生，起到积极作用。
水蛭提取液对猫血压有下降作用。
2，对肾脏系统的作用
外髓层瘀血是缺血性ARF的特征，是ARF发生、发展和转归的关键。Sniomo等证明，肾缺血可使肾内合成的TXA：增多，进而证明PGIz／TXA：比值下降，在ARF的发生中起重要作用。水蛭液可降低红细胞压积、全血比粘度和红细胞电泳时间，抑制大鼠由ADP诱导的血小板聚集，延长凝血酶原时间，使高脂血症患者和家兔的PGF升高、TXA2降低，从而改善了PGI／TX1A的比值。由此可见，水蛭液通过其活血化瘀，改善血液流动学和肾内前列腺素的代谢而实现对肾脏缺血的保护作用。
水蛭土元粉能改善肾病综合证的高凝状态，提高机体对肾上腺皮质激素和免疫抑制剂敏感性，有明显的降蛋白尿和改善肾功能作用。
3．降血脂作用
水蛭对高脂血症家兔具有使胆固醇、甘油三脂降低，动脉粥样硬化斑块消退，斑块内胆固醇结晶、炎性细胞减少等作用。
水蛭粉能扩张毛细血管，解除小动脉痉挛，改善微循环，减少血管壁脂质沉积，从而使人的血脂下降。因此，水蛭粉在降脂方面的作用是肯定的，在防治AS方面具有重要意义。
水蛭不仅有效地降低了TC、TG，减轻了主动脉、冠状动脉病变，而且使6酮PGF明显上升，从而使高脂血症家兔中6酮PGF、TXB2比例失调得以纠正。说明水蛭不仅有提高PGl2合成的作用，而且是一种作用较强的TXA：合成抑制齐4。
4．对血流量变性影响
水蛭水提醇沉液对兔有降低血浆比粘度、全血粘度，增加红细胞电泳率，抑制血小板聚集，抑制体外血栓形成等作用。水蛭粉对动物有改善微循环作用，与肝素作用相仿，唯作用时间较肝素短暂，但无肝素过量引起出血的副作用。
5、抗凝作用
水蛭提取液可抑制血小板聚集并可降低血浆TXBz的含量，有抗血栓和溶血栓的作用。
水蛭制剂能明显延长DT、PT、APTT和TT，抑制血液凝固，降低血小板数，抑制血栓形成。
水蛭用于脑出血急性期的治疗，可促进血肿吸收，促进神经功能的恢复，从而减少病残率，降低死亡率。同时也改善全身血瘀症状，克服了常规应用脱水剂造成的血容量下降，血液粘稠度升高的缺点。
6．其它作用
水蛭对小鼠各时期的妊娠有终止作用，对伪孕小鼠脱膜瘤有抑制作用。此外，水蛭能显著降低小鼠血清T真含量，对无明显影响。