ยาวาร์ฟารินจะรบกวนกระบวนการชีวสังเคราะห์ของ vitamin K-dependent coagulation factors ซึ่งได้แก่ ปัจจัย II (prothrombin), VII, IX และ X (Hathaway and Goodnight, 1993) โดยการยับยั้งกระบวนการ cyclic interconversion ของวิตามินเคและ vitamin K epoxide โดยปกติแล้ววิตามินเคเป็นปัจจัยร่วมในปฏิกิริยาการเติมหมู่คาร์บอกซิลให้แก่กรดอมิโนกลูตาเมท (glutamate residues, Glu) ไปเป็น g-carboxyglutamate (Gla) บนปลายที่มีหมู่อมิโนของโปรตีนใน vitamin K-dependent coagulation factors และ Gla จะทำให้โปรตีนนั้นเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงรูปเพื่อจับกับแคลเซียมซึ่งรวมอยู่กับ Phospholipid บนผิวของเกล็ดเลือด ส่งผลให้เกิดการแข็งตัวของเลือดต่อไป ปฏิกิริยาการเติมหมู่ carboxyl ให้กับปัจจัยการแข็งตัวของเลือดนี้จะถูกเร่งโดยเอนไซม์ carboxylase ซึ่งต้องการวิตามินเคในรูปรีดิวส์ (vitamin KH2) ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ระหว่างการเกิดปฏิกิริยานี้ vitamin KH2 จะถูกออกซิไดส์ไปเป็น vitamin K epoxide (KO) ซึ่งจะถูกเปลี่ยนกลับมาเป็นวิตามินเคได้โดยเอนไซม์ vitamin K epoxide reductase และถูกรีดิวส์ต่อไปเป็น vitamin KH2 โดยเอนไซม์ vitamin K reductase ยาวาร์ฟารินจะออกฤทธิ์ต้านการแข็งตัวของเลือดโดยยับยั้งเอนไซม์ vitamin K epoxide reductase และอาจยับยั้งเอนไซม์ vitamin K reductase ด้วย กลไกดังกล่าวจะทำให้ปริมาณ vitamin KH2 ลดลงและยังจำกัดอัตราการเกิดปฏิกิริยาการเติมหมู่คาร์บอกซิลให้แก่ vitamin K-dependent coagulation factors อีกด้วย นอกจากนี้ยาวาร์ฟารินยังจำกัดปฏิกิริยาการเติมหมู่คาร์บอกซิลให้แก่ protein C (ซึ่งเป็นเอนไซม์ protease ชนิดหนึ่งซึ่งจะใช้ย่อยปัจจัย V, VIII และชะลอการสร้าง thrombin) และ protein S ส่งผลให้การทำงานของปัจจัยการแข็งตัวของเลือดผิดปกติไป
จากการที่ยาวาร์ฟารินออกฤทธิ์ดังกล่าว ส่งผลให้ตับผลิตและหลั่งโปรตีนที่จะเกิดการเติมหมู่คาร์บอกซิลได้เพียงบางส่วนหรือโปรตีนที่ไม่เกิดการเติมหมู่คาร์บอกซิลเลย โดยการลดจำนวนกรดอมิโนกลูตาเมทบนโมเลกุลของ Prothrombin จากปกติ 10-13 Gla เป็น 9 Gla ทำให้ประสิทธิภาพในการแข็งตัวของเลือดลดลง 30 เปอร์เซ็นต์ แต่ถ้าลดลงจนต่ำกว่า 6 Gla ก็จะทำให้ประสิทธิภาพในการแข็งตัวของเลือดลดลงกว่า 95 เปอร์เซ็นต์ (Hirsh, 1991)
กลไกการออกฤทธิ์ของยาวาร์ฟาริน
จากรูป ฤทธิ์ต้านการแข็งตัวของเลือดของยาวาร์ฟารินจะลดลงเนื่องจาก vitamin K1 จะถูกรีดิวส์ผ่าน warfarin-resistant vitamin K reductase enzyme system ก่อให้เกิดการดื้อต่อยาวาร์ฟารินได้ในผู้ป่วยที่ได้รับ vitamin K1 ในปริมาณสูง เนื่องจากยาวาร์ฟารินไม่สามารถยับยั้งเอนไซม์ NADH dependent reductase ที่ใช้ในการเปลี่ยน vitamin K1 เป็น vitamin KH2 ได้
