镰状细胞携氧能力极差,导致患者体内没有足够的健康红细胞来输送氧气。
镰状细胞性贫血的症状通常在患儿5个月左右时出现,症状包括:
镰状细胞贫血早期病理变化为镰变的红细胞损害脾血管系统使患者易感染,尤其是肺炎球菌败血症和衣原体肺炎,临床出现急性胸部综合征,临床特点为发热、咳嗽、呼吸困难、胸痛、X线有肺突变或浸润;抗生素起效慢也是各年龄死亡的主要原困。溶血引起胆红素增又会导致黄疸、肝胆结石的出现。若大量血液滞留在肝、脾,将会出现肝脾进行性肿大而发生低血容量性休克。因微小血管闭塞引起局部组织缺氧和炎症反应而出现手足关节肿胀充血疼痛时称手足综合征(多见于2岁左右儿童)。
镰状细胞性贫血是由血红蛋白β(HBB)基因突变引起的,该基因制造一种红色色素,内含铁的化合物,这种化合物可以使血液呈红色,红细胞将氧气从肺部输送到身体的各个部位,在镰刀型细胞贫血症症中,异常的血红蛋白导致红细胞变得僵硬,粘稠和畸形。
正常成人血红蛋白是由两条α链和两条β链相互结合成的四聚体,α链和β链分别由141和146个氨基酸顺序连结构成。镰状细胞贫血患者因β链第6位氨基酸谷氨酸被缬氨酸所代替,形成了异常的血红蛋白S(hemoglobin S,HbS),取代了正常血红蛋白(HbA),在氧分压下降时HbS分子间相互作用,成为溶解度很低的螺旋形多聚体,使红细胞扭曲成镰状细胞(镰变)。红细胞内HbS浓度、脱氧程度、酸中毒、红细胞脱水程度等许多因素与红细胞镰变有关。
红细胞镰变的初期是可逆的,给予足够的血氧即可逆转镰变过程。但当镰变已严重损害红细胞膜后,镰变就变为不可逆,即使将这种细胞置于有氧条件下,红细胞仍保持镰状。镰变的红细胞僵硬,变形性差,可受血管的机制破坏和单核巨噬系统吞噬而发生溶血。镰变的红细胞还可使血液黏滞性增加,血流缓慢,加之变形性差,易堵塞毛细血管引起局部缺氧和炎症反应导致相应部位产生疼痛危象,多发生于肌肉、骨骼、四肢关节、胸腹部,尤以关节和胸腹部为常见。