אנמיה חרמשית נובעת בעיקר מאלל פגום של הגן HBB שנמצא בכרומוזום 11,[5] ומכיל בבני אדם בריאים הוראות לייצור תת-יחידה של חלבון ההמוגלובין. כשמתחוללת מוטציה או כשמורש אלל מוטנטי, החומצה האמיניתגלוטמט הנמצאת בחלבון מוחלפת בוולין, מה שגורם להפקת המוגלובין לקוי, שנושא כמות בלתי מספקת של חמצן. כיוון שבכל תא ישנם זוג כרומוזומים הומולוגים, במקרה בו רק אחד מהם נושא גן פגום, הגוף יפיק גם המוגלובין תקין. כשבשני הכרומוזומים יימצאו גנים פגומים, כל התאים האדומים יישאו המוגלובין פגום ואספקת החמצן הלקויה תסכן את חיי החולה.
עקב היותה מחלה תורשתית, האנמיה החרמשית נפוצה הרבה יותר במקומות מסוימים בעולם, כגון באפריקה.
התפתחות מחלה זו דווקא באזורים אלו נובעת, בין השאר, ממוטציה גנטית שמעניקה עמידות מסוימת בפני מלריה לנשאי הכרומוזום המוטנט. החולשה היחסית של התאים המוטנטים גורמת להפרעה במעברו של טפיל המלריה במחזור הדם.[6] כך מושגת הגנה חלקית מפני מלריה באפריקה שמדרום לסהרה.
תסמינים
כאשר ההמוגלובין הפגום נמצא במצבו הלא מחומצן (לאחר פריקת החמצן בתאי הגוף), שיירי הוואלין יוצרים ביניהם קשרים שנקראים סטיקי-פאטצ', שגורמים להמוגלובין לשנות את צורתו המרחבית ולהפוך לבלתי מסיס. ההמוגלובין הפגום גורם לתאי הדם האדומים לשנות את צורתם מדיסקית-דו-קעורה לצורת חרמש (תהליך שאורך כ-30 שניות). אם ליבו של חולה באנמיה חרמשית מספיק חזק כדי לגרום לתאי הדם האדומים להגיע חזרה לריאות לפני שהם מספיקים לשנות את הצורה, המחלה לא צפויה לעורר בעיות. מרגע שמפעפע חמצן על ההמוגלובין הפגום, הוא חוזר לצורתו ה"תקינה" והמתפקדת.
התאים האדומים החרמשיים הופכים "דביקים" ויוצרים צברים המפריעים לזרימת הדם. כך המחלה עצמה גורמת להחרפתה, כי אספקת הדם (ועמו החמצן) אל האזור נחסמת, ונוצר חוסר חמצון, שגורם לתאים נוספים להפוך לחרמשיים.
בנוסף, התאים החרמשיים הם בעלי אורך חיים קצר למדי, אשר גורם לאנמיה.
עקב היווצרות הצברים ייווצרו כשלים באספקת הדם לרקמות אשר יגרמו לתופעות הבאות:
עקב האנמיה יתרחשו מגוון תופעות מהן סובלים חולי האנמיה, בהן חולשה, תפקוד מוחי פגום והתפתחות נמוכה של הגוף.
בנוסף, מתפתחת אנמיה המוליטית. זהו תהליך בו תאי החיסון בטחול אינם מזהים את תאי הדם כתאים עצמיים עקב העיוות שנוצר בהם, מה שמוביל לתקיפתם ולירידה בכמות תאי הדם האדומים.
