Sichelzellen treten bei der Sichelzellkrankheit auf, einer Erbkrankheit, bei der die Hämoglobinvariante HbS eingebaut ist. Bei niedrigem PO2 polymerisiert das HbS und bildet flache Erythrozyten mit scharfen Vorsprüngen. Aufgrund ihrer abnormalen und starren Form können diese Erythrozyten in Blutgefäßen stecken bleiben, was bei den Patienten zu starken Schmerzen und Hypoxie führen kann.