血红蛋白异常导致贫血主要通过以下几种机制。

首先是血红蛋白结构异常。当血红蛋白的珠蛋白肽链结构发生改变时，会影响其正常的功能和稳定性。例如镰状细胞贫血，由于β -珠蛋白链第6位谷氨酸被缬氨酸所替代，形成了异常的血红蛋白S。在低氧环境下，血红蛋白S会相互聚集，使红细胞变成镰状。这种镰状红细胞的变形能力极差，在通过微循环时容易受到机械性损伤而破裂，导致红细胞寿命缩短，引发溶血性贫血。而且镰状红细胞还容易阻塞小血管，进一步加重组织缺氧和红细胞破坏。

其次是血红蛋白合成量异常。这主要涉及到珠蛋白生成障碍性贫血，也称为地中海贫血。它是由于珠蛋白基因的缺失或缺陷，导致珠蛋白链合成减少或完全缺乏。以α -地中海贫血为例，当α -珠蛋白链合成不足时，多余的β -珠蛋白链会形成四聚体。这些四聚体不稳定，容易在红细胞内沉淀，形成包涵体，使红细胞膜变硬，可塑性降低，在骨髓内或通过单核 -巨噬细胞系统时被破坏，造成无效造血和溶血，最终导致贫血。

另外，血红蛋白异常还可能影响其与氧气的结合和释放能力。一些异常血红蛋白对氧的亲和力发生改变，比如亲和力增高，会使血红蛋白在组织中不易释放氧气，导致组织缺氧。机体为了满足组织的氧需求，会加快红细胞的生成，但由于异常血红蛋白本身的缺陷，即使红细胞数量增加，也不能有效改善氧的运输和利用，从而出现贫血相关的症状。同时，长期的组织缺氧还会反馈性地抑制骨髓造血功能，进一步加重贫血的程度。

综上所述，血红蛋白无论是结构还是合成量的异常，以及与氧气结合和释放功能的改变，都会通过影响红细胞的寿命、造血功能和氧气运输等多个方面，最终导致贫血的发生。