Антикоагулянты могут быть как физиологическими, естественно существующими в организме или возникающими в процессе свертывания крови и фибринолиза, так и патологическими (иммунные ингибиторы отдельных факторов свертывания, появляющиеся при ряде патологических состояний и под влиянием лекарств; парапротеины, макро- и криоглобулины).
Ингибиторные механизмы существуют на каждой фазе свертывания крови. Известную роль в предотвращении вступления тромбоцитов и контактных факторов свертывания в процесс коагуляции играет нормальный эндотелий сосудов. Из известных антикоагулянтов 1-й фазы свертывания наибольшее физиологическое значение имеют ингибитор активированного фактора XI (XIa), относящийся к α2-глобулинам, и антитромбопластины (ингибиторы комплекса фактор III-фактор VIIa).
К ингибиторам 2-й фазы коагуляции крови относится антитромбин III- α2-глобулин крови, синтезируемый в печени; ингибирует не только тромбин, но и другие активированные факторы свертывания – Xa, IXa, XIa, XIIa, калликреин. Антитромбин III является кофактором гепарина, взаимодействие с которым проявляет или значительно усиливает ингибиторный эффект обоих антикоагулянтов. На антитромбин III приходиться большая часть спонтанной антикоагулянтной активности крови, что определяет его ведущую роль в поддержании жидкого состояния крови и предупреждении тромбозов. Доля других естественных антитромбинов - α2-макроглобулина и α1-антитрипсина составляет лишь около 25% антикоагулянтной активности дефибринированной плазмы крови.
В настоящее время неизвестны предсуществующие ингибиторы 3-й фазы коагуляции, но многие прокоагулянты и их производные в процессе свертывания и фибринолиза приобретают антикоагулянтные свойства. Так, формирование фибрина тормозиться адсорбцией тромбина фибриновым свертком (вследствие этого фибрин обозначают как антитромбин I). Имеются указания, что и фибринопептиды, отщепляемые от фибриногена тромбином, оказывают антикоагулятное действие (против фактора II).
Самоторможение наблюдается на всех этапах свертывания, одни и те же факторы могут выступать вначале как коагулянты, а затем антикоагулянты. Так, тромбин отщепляет от протромбина ингибитор фактора Ха, фактор Va после участия в свертывании начинает тормозить превращение протромбина в тромбин, фактор ХIa после взаимодействия с фактором XII и фактором IX тормозит фактор XIIa. Антикоагулянтными свойствами (антитромбиновым, антиполимеразным и противоадгезивным) обладают продукты расщепления (деградации) фибриногена и фибрина (ПДФ), образующиеся в процессе ферментативного фибринолиза. ПДФ резко удлиняют тромбиновое время, и, соединяясь с фибрин-мономерами или фибриногеном, препятствуют образованию фибрина. Наконец, комплексы гепарина с прокоагулянтами и плазмином оказывают антикоагулянтное действие, нарушая стабилизацию фибрина фактором XIII и способствуя его лизису.