Hb S ersetzt bei Patienten mit Sichelzellanämie postnatal das Hb F. Im oxygenierten Zustand verhält sich das Hb S normal. Bei Sauerstoffmangel, Fieber, Unterkühlung und bei hypertonem Serum können die Hb S-Moleküle vom Sol- in den Gelzustand überwechseln wobei die Erythrocyten sichelförmig und damit unelastisch werden, was zu Kapillarokkulsionen in verschiedenen Organsystemen führen kann. Diese äussern sich als schmerzhafte Krisen. Im Bereich der Lungen wird diese Situation auch "akutes Thoraxsyndrom" genannt. Die Verschlüsse der Pulmonalarterien entstehen durch Erythrocytenaggregationen und Fettembolien aus ischämischem Knochenmark und können ihrerseits zu Lungeninfarkten führen.Wiederholte Infarkte haben schliesslich eine Lungenfibrose und damit langfristig ein Cor pulmonale zur Folge.