Podczas zabiegu hirudoterapii zachodzą dwa procesy:

1. Zepsuta krew znajduje swe ujście.

2. Pijawka lekarska uwalnia wiele substancji leczniczych do krwiobiegu, do najważniejszych zaliczamy:

• HIRUDYNA – substancja białkowa, która zapobiega krzepnięciu krwi.
• BDELINA – jest inhibitorem protez takich jak trypsyna, chymotrypsyna i plazmina, które są czynnikami stanów zapalnych i ich rozprzestrzeniania się w tkankach.
• HIRUSTAZYNA – jest kolejnym zidentyfikowanym niedawno antykoagulantem produkowanym przez Hirudo medicinalis.
• GILANTYNA – jest białkiem zawierającym duże ilości siarki, działa jako antykoagulant i silny lek antyprzerzutowy.
• APYRAZA – jest potężnym enzymem upłynniającym krew (zmniejszającym jej lepkość).
• EGLINA – jest silnym środkiem przeciwzapalnym (inhibitorem czynników stanów zapalnych) oraz bardzo aktywnym antyutleniaczem.
• HEMENTYNA – jest fibrynogenolitycznym enzymem zdolnym zapobiegać krzepnięciu krwi oraz rozkładać (inkoagulować) utworzone już zakrzepy.
• DESTABILAZA – jest fermentem charakteryzującym się silnym działaniem przeciwagregacyjnym powodującym rozkładanie zakrzepłej krwi.
• HIALURONIDAZA – jest substancją o podwójnym działaniu, jest silnym antybiotykiem oraz czynnikiem umożliwiającym szybkie przenikanie przez błony komórkowe, sąsiadujących ze sobą komórek i tkanek ciała.
• LIPAZY i ESTERAZY – to substancje powodujące rozkład tłuszczy.
• SUBSTANCJE ZNIECZULAJĄCE – niezidentyfikowane bliżej, silne czynniki przeciwbólowe.
• ANTYELASTAZA – ogranicza działania elastaz, to jest fermentów, które degradują skórną elastynę (spowalnia procesy starzenia się skóry).
• SUBSTANCJA ROZSZERZAJĄCA NACZYNIA KRWIONOŚNE – bardzo podobny do histaminy bliżej nie zidentyfikowany jeszcze związek organiczny.
• NEUROTRANSMITERY – związki biochemiczne regulujące przepływy impulsów elektrycznych w komórkach nerwowych.
• ANTYBIOTYK CHLOROMYCETYNA – posiada bardzo silne działanie przeciwbakteryjne.
• SUBSTANCJE ANTYNOWOTWOROWE – w doświadczeniach naukowych prowadzonych na myszach z wszczepionym laboratoryjnie nowotworem mięsaka T 241, uzyskano wstrzymanie rozwoju guzów nowotworowych, a także ich cofanie się po zastosowaniu ekstraktu z gruczołów ślinowych pijawki.