Primarni uzroci anemije srpastih stanica (SCA), također poznate kao bolest srpastih stanica (SCD), uglavnom su posljedica genetske mutacije u tjelesnom hemoglobinu, posebno u kromosomu 11. Ostali uzroci anemije srpastih stanica uključuju genetsko nasljeđe bolesti . Djeca dvoje osoba sa SCA općenito se rađaju s ovom bolešću, dok oni s jednim roditeljem koji boluju od SCA obično ne doživljavaju nikakve značajne simptome. Uzroci anemije srpastih stanica također su povezani s problemima s krvlju, kao što su dehidracija, niska razina kisika i povećana kiselost.
Uzroci anemije srpastih stanica mogu se pripisati mutaciji hemoglobina, spoja bogatog željezom koji krvi daje crvenu boju. U normalnim okolnostima, crvene krvne stanice su u obliku diska i pune kao rezultat prisutnosti glutaminske kiseline. Mutacija koja uzrokuje SCA javlja se u genu za beta-globin, koji zauzvrat uzrokuje zamjenu glutaminske kiseline valinom. Kemijska promjena uzrokuje da crvene krvne stanice postanu krute, ljepljive i deformirane, sličnog oblika polumjesecu.
Genetski uzroci anemije srpastih stanica prenose se na sljedeću generaciju putem obrasca koji se naziva autosomno recesivno nasljeđivanje. To znači da bi oba roditelja trebala prenijeti gen da dijete naslijedi bolest. Ako samo jedan roditelj nosi mutaciju, dijete će imati ono što istraživači nazivaju “obilježje srpastih stanica”.
Osobe sa svojstvom srpastih stanica posjeduju normalan i mutirani hemoglobin i potencijalno mogu prenijeti SCA na svoju djecu. Međutim, osobina srpastih stanica ne pokazuje nikakve simptome osim brojnih krvnih stanica u obliku srpa i smatra se bezopasnom za pacijenta. Sa svakom trudnoćom, dva roditelja koji imaju obilježje srpastih stanica imaju 25% šanse da rode zdravo dijete, 50% šanse da rode dijete nositeljice i 25% šanse da rode dijete bez mutacije krvnih stanica.
Uzroci anemije srpastih stanica također su povezani s određenim fizičkim stanjima. Izobličenje crvenih krvnih stanica kod osoba s mutacijom općenito je uzrokovano malim volumenom krvi. Ostali čimbenici koji pridonose uključuju dehidraciju, nisku razinu kisika u krvi i povećanu kiselost krvi. Vjeruje se da je srpost krvnih stanica u osoba sa obilježjem srpastih stanica povezana s visokom metaboličkom aktivnošću. Smatra se da su trudnice sklonije staničnom oboljenju zbog povećane aktivnosti u maternici i hormonske neravnoteže.