החלפת חומצות האמינו, בעקבות המוטציה הנקודתית, מובילה לשינוי במבנה שניוני ובמבנה שלישוני של שרשרות β-גלובין אשר משליכים על המבנה הרביעוני של מולקולות ההמוגלובין וגורמים, בדומה להמוגלובין S, ליצירת אגרגטים בלתי מסיסים של המוגלובין באריתרוציטים, דבר אשר מקנה להם את צורתם דמוית המטרה. יצירת האגרגטים מובילה לאיבוד התכונות האלסטיות של כדוריות הדם האדומות ומעלה את קצב התפרקותן במחזור הדם (אריתרוציטים אלה שורדים בין 35–40 ימים בלבד בהשוואה ל-90 עד 120 ימים בקרב אריתרוציטים תקינים).
מבחינה אפידמיולוגית נמצא כי הפגם הגנטי אשר מוביל ליצירת המוגלובין C נמצא בשכיחות גבוהה במדינות מערב אפריקה (דרום-מערב מאוריטניה, דרום-מערב מאלי, סנגל, גמביה, גינאה ביסאו, גינאה, סיירה לאון, ליבריה, חוף השנהב, בורקינה פאסו, גאנה, בנין ודרום מערב ניגריה), מדינות אשר נמצאות בחפיפה לאזורים מוכי מלריה באפריקה מדרום לסהרה. בדומה לחולי אנמיה חרמשית, הצורה הלקויה של האריתרוציטים המוטנטיים וכן הפגם במבנה מולקולות ההמוגלובין גורמים להפרעה במחזור חייהם של הטפילים בתוך כדוריות הדם האדומות, שכן הם מתקשים לעכל את ההמוגלובין ואינם מספיקים להשלים מחזור חיים מלא באריתרוציטים טרם התפרקותם.
מכאן ניתן לשער כי למרות הסיכונים הפיזיולוגיים שעלולים להגרם מהמוגלובין C, בקרב אוכלוסיות אשר מתגוררות במערב אפריקה, נשיאת פגם גנטי זה מקנה להם הגנה מסוימת בפני המחלה.
מלריה ותלסמיה.
תלסמיה היא מחלה תורשתית הגורמת לשיעור מופחת, או היעדר, ביצור שרשרות הגלובין. כדוריות הדם האדומות בקרב חולי תלסמיה יראו כ"תאי מטרה", או כ"תאי טיפה" (Teardrop cell). הגנים המקודדים ליצירת שרשרות הגלובין נמצאים על הזרוע הקצרה בכרומוזומים מספר 11 ו-16. שרשרות β גלובין מקודדות על ידי גן יחיד הנמצא על כרומוזום 11 ואילו שרשרות α גלובין מקודדות על ידי שני גנים הנמצאים בתאחיזה על כרומוזום 16. באדם בריא, עם 2 עותקים של כל כרומוזום, ישנם 2 אתרים המקודדים את שרשרת β, ו-4 אתרים המקודדים את שרשרת α.
מחלת התלסמיה מסווגת בהתאם לסוג שרשרות הגלובין שנפגעות:
היות שלכל כרומוזום יש 2 עותקים, ישנם 4 אתרים גנטיים שעל פיהם מיוצר α גלובין ו-2 אתרים גנטיים שעל פיהם מיוצר β גלובין. כמות האתרים הגנטיים המוחסרים (Deletion mutation) על גבי הכרומוזומים, או המושפעים ממוטציות שמובילות לביטוי נמוך של השרשרות (Nonsense mutations), יגדירו את חומרת התלסמיה.
כ-98% מההמוגלובין באדם בוגר מורכב מ-2 שרשרות ו-β ונקרא המוגלובין A (HbA), אולם כ-3% ממנו מורכב מ-2 שרשרות α ו-δ ונקרא המוגלובין A2 (HbA2). שרשרות δ גלובין מקודדות על ידי גן יחיד הנמצא על כרומוזום מספר 11. לכן באדם בריא, עם 2 עותקים של כל כרומוזום, ישנם 2 אתרים המקודדים את שרשרת δ. מבחינה המטולוגית למצב הזה אין השלכות בריאותיות כלשהן, כיוון שרק כ-3% מההמוגלובין בבן אדם הוא מסוג HbA2.
α ו-β תלסמיה גורמות להרס האריתרוציטים, דבר אשר מעלה את קצב התפרקותם במחזור הדם. אמנם קצב התפרקותם תלוי בחומרת התלסמיה, אך בדומה לחולי אנמיה חרמשית ונשאי המוגלובין C, קצב התפרקות גבוה גורם להפרעה במחזור חייהם של הטפילים בתוך כדוריות הדם האדומות, שכן הם מתקשים לעכל את ההמוגלובין ואינם מספיקים להשלים מחזור חיים מלא באריתרוציטים טרם התפרקותם.
תלסמיות שכיחות באוכלוסיות שהתפתחו באקלים טרופי וסובטרופי, (מדינות אפריקה, אגן הים התיכון ודרום מזרח אסיה) היכן שמחלת המלריה שכיחה. אזורים רבים באפריקה בכלל ואלה שמדרום לסהרה בפרט נמצאים בחפיפה לאזורים בהם חלה עלייה בשכיחות התלסמיות. מכאן ניתן לשער כי למרות הסיכונים הפיזיולוגיים שעלולים להגרם מהתלסמיה, בקרב אוכלוסיות אשר מתגוררות באזורים מוכי מלריה נשיאת פגמים גנטיים אלה מקנה להן הגנה מסוימת בפני המחלה.
מלריה ולימפומת בירקיט.
לימפומת בירקיט היא מחלה סרטנית הפוגעת במערכת הלימפה ובמיוחד בלימפוציטים מסוג B. המחלה נקראת על שם דניס פרסונס בירקיט, רופא אירי שהיה הראשון לתעד ולהגדיר את התפוצה של המחלה במהלך עבודתו באוגנדה בשנת 1958. המחלה מתאפיינת בטרנסלוקציה של הגן המקודד לפקטור שעתוק c-Myc, הממוקם בגנום האנושי על גבי כרומוזום מספר 8, לאחד מאזורי הגנים ב-3 כרומוזומים אחרים (על פי רוב לכרומוזום מספר 14) אשר מקודדים לשרשרות השונות של הנוגדנים. טרנסלוקציה זו גורמת לכך שהמעצמים (Enhancers), אשר באופן נורמלי מגבירים את השעתוק של גנים המקודדים לשרשרות הנוגדנים, מגבירים כעת יתר על המידה את השעתוק של c-Myc ומובילים בכך להתמרה סרטנית של אותם הלימפוציטים.
לימפומת בירקיט נפוצה מאוד באפריקה המשוונית ופוגעת בעיקר בילדים עד גיל 7. הסיבה למחלה אינה ידועה באופן מוחלט, אולם חוקרים משערים כי לנגיף ממין "Human herpesvirus 4", המוכר יותר בשם וירוס אפשטיין בר (Epstein–Barr virus), קשר ישיר להתמרה סרטנית שמתרחשת בלימפוציטים אלה במהלך המחלה.
מחקרים אפידמיולוגיים שנערכו מצאו כי תפוצת לימפומת בירקיט נמצאת ביחס ישר לתפוצת המלריה שנגרמת בעקבות הדבקות בטפיל "P. falciparum" ביבשת אפריקה, שכן נמצא כי ילדים אשר נושאים טפיל זה בדמם נמצאים בסיכון מוגבר ללקות בלימפומת בירקיט.
החוקרים משערים כי הסיבה לכך נעוצה בשרשרת התהליכים הבאה:
התפרצויות מלריה מפורסמות באפריקה שמדרום לסהרה.
להלן רשימה של התפרצויות מלריה מפורסמות במדינות אפריקה שמדרום לסהרה לפי סדר כרונולוגי:
מלריה באפריקה במאה ה-20.
סר רונלד רוס, הרופא הבריטי אשר גילה בשנת 1899 את טפילי המלריה בסיירה לאון, החליט להתחקות אחר המחלה ולשלב בין מחקר לפעולות מניעה ובקרה. רוס אסף אינפורמציה בכל הנוגע למאפייני האזורים שבהם מתפתחת המחלה והתנאים בהם היא מתפשטת. המסקנות, שהסיק רוס ממחקריו השונים, הבשילו לכדי פעולות מניעה בדרום אירופה ולראשונה, גם באפריקה. פעולה זו הופיעה בדמות תרופת מנע שנקראה כינין וניתנה לחיילים הבריטיים ששירתו בסיירה לאון. אולם שיטת שילוב המחקר ופעולות המנע, ששילב רוס, נזנחה בשנים הראשונות של המאה ה-20 ובמקומה נוצרו שתי קבוצות נפרדות שפעלו בנושא: הראשונה עסקה בהיבט המדעי של המחלה והשנייה עסקה במיגור המחלה ומניעתה. פיצול זה גרם לשיתוף פעולה רעוע בין שתי הקבוצות והביא לפער עצום בין גילויי החוקרים לבין פעולות המניעה והמיגור שננקטו בשטח. כמו כן, באותה תקופה לא נתגלו שיתופי פעולה בין המדינות ביבשת אפריקה, שיתופי פעולה אשר יכלו לסייע רבות בעצירת התפשטות המחלה ומניעתה. זאת משום שכל מדינה או קולוניה השקיעה את מירב משאביה בטריטוריה ובכוח עבודה שלה בלבד.
מאידך, חברות בינלאומיות אחדות, דוגמת "חברת הכרייה והמסחר הימי", עסקו בין היתר גם בחקר ובמניעת מחלת המלריה. מאמציה של חברה זו חלשו על מספר מדינות כגון: זמביה ודרום אפריקה, בהן היו מכרות פחם בבעלותה, והביאו ל-95% הצלחה במלחמה נגד מחלת המלריה בין השנים 1930–1950.
מספר ממשלות קולוניאליות הקדישו משאבים רבים למחקר ופיקוח על המלריה בטריטוריות אשר היו שייכות להן. כך לדוגמה, עד שנת 1949, השקיעה בריטניה קרוב למיליון לירות שטרלינג (שווה ערך לכמיליארד דולר כיום) בטריטוריות הקולוניאליות שלה. השקעה זו, הניבה תוצאות שונות: מאוריציוס נבלמה העברת המלריה כמעט לחלוטין, אך לא כך היה הדבר בניגריה. על אף כישלון מיגור המחלה חל שינוי בגישה כלפיה - אם בעבר סברו כי אין דרך להילחם במחלה, כעת הבינו כי אכן ניתן להשתלט על התפשטותה.
גילוי הדרכים בהן מועברת המלריה וכן אפשרות הפחתת ההעברה על ידי מניעת האינטראקציה בין בני האדם לבין יתושות האנופלס תרם רבות לשינוי הגישה. אולם, על אף הגילויים החדשים, באפריקה של אותה עת לא היו אסטרטגיות מדעיות או תשתית יציבה דיה כדי להשתלט סופית על המלריה.
השנים 1950–1970 אופיינו באופטימיות רבה בכל הנוגע למיגור וחיסול המחלה. אופטימיות זו באה לידי ביטוי בכנס קמפלה שנערך בשנת 1950, ומטרתו הייתה למנף את ההישגים המרשימים של הדברת היתושים באמצעות DDT באזורים שונים בעולם ואף להתחיל ולהשתמש בשיטה זו גם באפריקה. המסקנות וההמלצות העיקריות של כנס קמפאלה גרסו כי השיטות המודרניות, הנהוגות בעולם לפיקוח ומיגור המלריה, צריכות להיות מיושמות ביבשת אפריקה בכלל ובמדינות אפריקה שמדרום לסהרה בפרט, שם היה אחוז הסיכון הגבוה ביותר. ואכן התוכנית למיגור מחלת המלריה באפריקה באמצעות הדברה, שפעלה בין השנים 1957–1972, רשמה הישגים מרשימים במלחמה מול המחלה.
תחילת שנות ה-60, שבישרו על שחרור אפריקה מעול הקולוניאליזם וקבלת עצמאות בקרב מדינות רבות ביבשת, הפיחו תקווה גדולה מצד ארגוני הבריאות, כי כעת ניתן יהיה להביא לשיתוף פעולה כלל יבשתי למיגור המחלה הקשה. בשנים אלו, אף החלו ליישם תוכניות חוצות גבולות, אשר מטרתן מיגור המלריה באמצעות התמקדות בשיפור האמצעים הטכנולוגים והרפואיים, העלאת המודעות למחלה דרך החינוך ושיפור החקלאות. אולם רפורמות אלה נבלמו בסוף שנות ה-60 ובתחילת שנות ה-70 בעקבות קונפליקטים פנימיים שהתרחשו במספר מדינות ביבשת. קונפליקטים אלה, מנעו שיתוף פעולה ברמה האזורית וכך, בלמו כל סיכוי לפקח על המחלה ועל התפשטותה.