W 1916 roku odkryto substancję o właściwościach hamujących krzepnięcie krwi. Parę lat później wyodrębniono ją z wątroby, określono jako mukopolisacharyd i nazwano heparyną. Preparaty nadające się do zastosowania w lecznictwie otrzymano dopiero w 1938 r.
Heparyna jest wytwarzana wyłącznie w komórkach tucznych występujących w dużych ilościach w wątrobie, płucach, błonie śluzowej jelit, skórze, błonie śluzowej nosa oraz spojówkach. Magazynowana jest razem z histaminą w ziarnistościach tych komórek. Heparyna jest liniowym polielektrolitem anionowym wykazującym kwaśny odczyn i ujemny ładunek. Pod względem budowy chemicznej należy do anionowych mukopolisacharydów kwaśnych zwanych glukozaminoglikanami. Jest wielkocząsteczkowym polimerem kwasu glukuronowego i iduronowego z glukozaminą. Niektóre grupy hydroksylowe w kwasie uronowym i glukozaminie podstawione są resztą kwasu siarkowego. O charakterze kwaśnym heparyny decyduje dysocjacja grup siarczanowych.
Działanie podobne do heparyny wykazują także związki uzyskane przez sulfonowanie polisacharydów. Te półsyntetyczne preparaty nazwano heparynoidami.
Dokładnej masy cząsteczkowej heparyny nie da się określić ze względu na to, że jest to zawsze mieszanina polimerów o różnych masach od 5000 do 30 000. Średnią masę podaje się w zakresie 12 000–15 000. Aktywność heparyny wyraża się w jednostkach międzynarodowych: 1 jm = 1/130 mg międzynarodowego standardu heparyny. Heparyna najczęściej jest otrzymywana z płuc wołowych lub błony śluzowej jelit świń, zwykle w postaci soli sodowych, wapniowych lub magnezowych. W 1 mg substancji zawarte jest 100–130 jm. Heparyna jest rozkładana przez heparynazę wątrobową i wydalana przez nerki w postaci uroheparyny wykazującej małą aktywność biologiczną. Główny mechanizm przeciwzakrzepowego działania heparyny jest związany z jej aktywnością antykoagulacyjną, którą mogą hamować białka kationowe: protamina, czynnik płytkowy i globina. Heparyna podana pozajelitowo zapobiega krzepnięciu krwi przez oddziaływanie na różne elementy układu krzepnięcia. Zasadniczy mechanizm działania polega na aktywacji antytrombiny, która z kolei hamuje trombinę i inne proteazy serynowe. Aktywacja antytrombiny zachodzi za pośrednictwem struktury pięciosacharydowej w cząsteczce heparyny, której związanie się z antytrombiną prowadzi do zmian konformacji i przez to do aktywacji antytrombiny. Do hamowania trombiny jest potrzebne utworzenie kompleksu heparyny z antytrombiną i trombiną.
Heparyna jako jeden z najlepszych środków przeciwzakrzepowych znajduje szerokie zastosowanie w leczeniu i zapobieganiu zakrzepom żylnym, tętniczym i wewnątrzsercowym. Stosowana jest przede wszystkim w postaci roztworów, które podaje się drogą pozajelitową, jako wstrzyknięcia i wlewy dożylne lub wstrzyknięcia podskórne oraz drogą wziewną.
Do stosowania podskórnego nadają się stężone roztwory soli wapniowej lub magnezowej heparyny, które rzadziej powodują występowanie miejscowych objawów krwotocznych. Po podaniu doustnym heparyna nie wchłania się z przewodu pokarmowego ze względu na dużą masę cząsteczkową i obecność ujemnych ładunków w cząsteczce oraz rozkład. W lecznictwie stosowane są również preparaty z heparyną do wcierania na skórę w postaci maści, kremów i żeli. Przeznaczone są one do leczenia zakrzepowego zapalenia żył powierzchniowych, stanów zastoinowych krwi w kończynach czy też żylaków. Znane są maści z heparyną i heparynoidami. W preparatach złożonych heparyna występuje w połączeniu z alantoiną, wyciągiem z rumianku lub escyną.
Ponadto heparyna ma zastosowanie w zabiegach chirurgicznych i diagnostycznych w chirurgii sercowo naczyniowej, przeszczepach narządów, krążeniu pozaustrojowym, przetaczaniu wymiennym krwi i sztucznej nerce. Obecnie w lecznictwie stosowana jest heparyna małocząsteczkowa (drobnocząsteczkowa) o średniej masie cząsteczki w zakresie 4000–6000.
Pierwsze doniesienia o drobnocząsteczkowych frakcjach heparyny pojawiły się w połowie lat 70. ubiegłego stulecia. Do lecznictwa zostały wprowadzone 10 lat później. Ze względu na swoje zalety i łatwość dawkowania heparyny te w coraz większym stopniu wypierają z profilaktyki i terapii przeciwzakrzepowej heparynę niefrakcjonowaną (standardową). Wykazują względem niej lepszą dostępność biologiczną, mniejsze wiązanie się z białkami i śródbłonkiem oraz słabsze hamowanie czynności płytek krwi.
Heparyny drobnocząsteczkowe uzyskuje się przez chemiczną lub enzymatyczną depolimeryzację. W preparatach handlowych heparyn drobnocząsteczkowych łańcuchy polisacharydowe mają masę cząsteczkową od 2000 do 12 000. Różnią się one między sobą nie tylko nazwą, ale także średnią masą cząsteczkową i profilem działania antykoagulacyjnego.
Najczęstszymi powikłaniami przy leczeniu heparyną są: krwawienia, trombocytopenia z zakrzepicą lub bez, reakcje alergiczne (pokrzywka, nieżyt nosa i inne), martwica skóry, odwracalne wypadanie włosów, małopłytkowość oraz przy długotrwałej terapii osteoporoza. Przeciwwskazaniem do stosowania heparyny jest skłonność do krwawień, wrzody żołądka i jelit, ciężkie choroby wątroby, nerek i trzustki.
Obecnie znane jest wielokierunkowe działanie heparyny: przeciwzapalne, przeciwwirusowe, immunosupresyjne, przeciwłuszczycowe i hipolipemiczne.
Prof. dr hab. n. farm. Irena Kozakiewicz