肝素抗凝的3大主要机制包括增强抗凝血酶Ⅲ活性、抑制凝血因子活化、阻止血小板黏附聚集。此外，还涉及到对血管内皮细胞的作用、影响纤维蛋白形成等方面。
1. 增强抗凝血酶Ⅲ活性：抗凝血酶Ⅲ是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，可与凝血酶及凝血因子Ⅸa、Ⅹa、Ⅺa、Ⅻa等分子活性中心的丝氨酸残基结合，从而“封闭”这些酶的活性中心而使之失活。肝素可与抗凝血酶Ⅲ的赖氨酸残基结合，使抗凝血酶Ⅲ的构象发生改变，暴露出其更有效的活性中心，从而使抗凝血酶Ⅲ与凝血酶等的亲和力增强100倍，加速其对凝血因子的灭活作用，大大增强了抗凝血酶Ⅲ的抗凝能力。
2. 抑制凝血因子活化：肝素能抑制凝血因子Ⅹ的激活过程。在体内，凝血过程是一系列凝血因子相继酶解激活的过程，*终形成纤维蛋白凝块。肝素可以通过与一些血浆蛋白结合，干扰凝血因子Ⅹ的激活，从而阻断凝血过程的进展。同时，对于凝血因子Ⅸ的活化也有一定的抑制作用，进一步影响内源性凝血途径。
3. 阻止血小板黏附聚集：血小板在止血和凝血过程中起着重要作用。当血管受损时，血小板会黏附、聚集在损伤部位，形成血小板血栓。肝素可以抑制血小板的黏附、聚集和释放功能。它通过改变血小板膜的电荷，干扰血小板膜上凝血酶受体的表达，从而阻止血小板与凝血酶的相互作用，减少血小板的活化和聚集，防止血栓的形成。
4. 对血管内皮细胞的作用：肝素可以促使血管内皮细胞释放组织因子途径抑制物（TFPI）等抗凝物质。TFPI是一种重要的生理性抗凝物质，它可以抑制组织因子 - Ⅶa复合物的活性，从而抑制外源性凝血途径的启动，进一步增强机体的抗凝能力。
5. 影响纤维蛋白形成：肝素可以抑制纤维蛋白原转变为纤维蛋白。在凝血过程的*后阶段，凝血酶将纤维蛋白原裂解为纤维蛋白单体，然后纤维蛋白单体相互聚合形成纤维蛋白凝块。肝素通过影响凝血酶的活性，减少纤维蛋白单体的生成，从而抑制纤维蛋白凝块的形成，达到抗凝的目的。
肝素通过增强抗凝血酶Ⅲ活性、抑制凝血因子活化、阻止血小板黏附聚集等多种机制发挥抗凝作用，同时还涉及对血管内皮细胞的作用以及影响纤维蛋白形成等方面。这些机制相互协同，共同维持机体的凝血 - 抗凝平衡。在临床应用中，肝素常用于防治血栓形成或栓塞性疾病等，但使用时需严格遵医嘱，以确保用药安全有效。