纳豆激酶具有抗凝、纤溶、抑制血栓形成的作用。口服纳豆激酶可延长血浆凝血酶原时间 (PT)、活化部分凝血活酶时间 (APTT)及凝血酶时间 (TT), 降低血浆纤维蛋白原 (FIB) 水平、缩短优球蛋白溶解时间 (ELT)，且具有剂量依赖性。用动物模型检验纳豆激酶对血栓的影响，发现纳豆激酶在体内具有溶栓活性，活性优于纤溶酶或弹性蛋白酶。
在人体实验中，口服纳豆芽孢杆菌发酵的产品(含纳豆激酶)后， 血浆纤维蛋白溶解活性逐渐增强，表现为ELT减少，组织纤溶酶原激活物 (tPA)活性增加。一项非双盲、自我对照临床研究发现，口服纳豆激酶4000FU/d，2个月后纤维蛋白原、凝血因子Ⅱ、因子Ⅲ水平均显著降低。即使以纳豆激酶2000FU(NSK-SD)的剂量单次口服，2小时后血抗凝血酶浓度升高、APTT延长。4小时后血纤维蛋白降解产物的水平显著提高。这些研究提示纳豆激酶具有纤溶/抗凝活性，可降低血栓及心血管疾病风险。
机制研究显示，纳豆激酶不仅直接降解纤维蛋白，而且还能增加tPA的释放，后者进一步激活纤溶酶。纳豆激酶可以通过降解、失活纤溶酶原激活物抑制剂1 (PAI-1)，增强纤溶活性。纳豆激酶还能通过激活尿激酶原，转化为尿激酶，提升溶栓作用。
另一项小型临床研究中，口服纳豆激酶，促进了中风患者的康复。研究提示纳豆激酶主要通过抑制血小板聚集与血栓形成，改善脑血流量，来发挥作用。
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