叶酸在体内的活性形式是四氢叶酸，是体内一碳单位的载体，参与体内氨基酸、嘧啶和嘌呤核苷酸的代谢。N5，N10亚甲酰四氢叶酸作为甲基的供体，为脱氧尿嘧啶核苷一磷酸（dUMP）转变成为脱氧胸腺嘧啶核苷一磷酸(dTMP)提供甲基。叶酸缺乏时，dUMP转变成为dTMP的生化反应受阻，进而使DNA合成的原料脱氧胸腺嘧啶核苷三磷酸（dTTP）缺乏，正常DNA合成所需的dTTP被尿嘧啶核苷三磷酸（dUTP）取代。细胞为修复这种异常的DNA企图合成新的DNA，但由于叶酸缺乏，dUTP仍然取代dTTP进入新的DNA。如此反复不已，造成DNA复制起点多，新合成的小片段不能连接成新的DNA子链，在形成双螺旋时，易受机械损伤和破坏。这这些结果最终导致细胞核发育停滞，而胞浆仍继续发育成熟，细胞呈现核浆发育不平衡，胞体较正常为大的巨幼细胞。
由于粒系和巨核系也有类似的DNA合成与成熟障碍，可见巨幼样变幼稚粒细胞和中性粒细胞分叶过多，以及巨幼细胞贫血时常见粒细胞和血小板的减少。
（二） 维生素B12缺乏
人体所需的维生素B12靠从动物性食物和豆类食物中获得，并在胃黏膜壁细胞分泌的内因子帮助下在回肠末端吸收入血。正常情况下，储存在肝脏的维生素B12能满足机体3~5年的生理需要。
维生素B12缺乏的主要病理生理机制是吸收减少。常见的原因是：①恶性贫血时萎缩的胃黏膜不能分泌内因子，北欧多见，我国罕见；②胃切除、黏膜性水肿也可引起类似内因子分泌不足；③罕见的先天性内因子分泌不足；④小肠中异常高浓度的细菌或寄生虫也可影响维生素B12的吸收；⑤内分泌疾病，特别是甲状腺与肾上腺功能衰竭，伴巨幼细胞贫血，常提示自身免疫性原因导致胃黏膜萎缩；⑥回肠维生素B12吸收部位的局限性炎症或手术切除等；⑦摄入减少似乎主要见于绝对素食者以及这样的母亲用母乳喂养的婴儿。
维生素B12又名钴胺素，在体内的活性形式是甲基钴胺素和腺苷钴胺素，作为辅酶参与体内多种代谢。
体内丙酰辅酶A转变成甲基丙二酰辅酶A，后者再转变为琥珀酰辅酶A，这是血红素合成中的两步生化反应。腺苷钴胺素是第二步生化反应的辅酶，如果维生素B12缺乏，会使大量的丙酰辅酶A堆积，形成单链脂肪酸。这种非生理性脂肪酸将影响神经鞘磷脂的形成，造成脱髓鞘改变进而出现各种神经系统症状。
甲基钴胺素与体内四氢叶酸的循环使用有关。后者作为一碳单位载体生成的N5，N10亚甲酰四氢叶酸，为dUMP转化为dTMP提供甲基。当维生素B12缺乏时，通过影响四氢叶酸的含量而使dTMP生成受阻，使得dTTP的合成障碍，进而发生与叶酸缺乏时相同的DNA合成与成熟障碍、细胞核浆发育失去平衡及巨幼细胞贫血。
三、临床特征
B12缺乏最常见的原因为恶性贫血（pernicious anemis）。恶性贫血是胃粘膜壁细胞因自身免疫机制而被破坏，导致B12吸收所必需的内因子缺乏。
叶酸缺乏最常见的原因是摄入不足或/和需要量增加所致的营养性缺乏。
贫血通常是在不知不觉中发生，机体在相当大程度上适应了贫血的存在。所以，贫血常比症状反映出来的更严重。偶尔有肝脾肿大；可以有各种胃肠道症状，如厌食、间歇性腹泻和便秘、定位不明的腹痛、舌炎；常常有体重锐减，罕见原因不明的发热。
B12缺乏不仅引起巨幼细胞贫血，而且引起脱髓鞘病变。在老年人，即使没有贫血，也可表现为神经病变。最常见的是周围神经病变，其次是脊索：开始是后索，表现为下肢振颤觉消失，触觉消失和共济失调；接着是厕索，表现为痉挛，腱反射亢进和Babinski′s征阳性。有时可有轻度抑郁或偏执狂。
四、诊断
1．临床表现 有贫血症状和消化道症状。
2．实验室检查 有以下表现：①Hb小于相应的年龄组和性别组下限。MCV>100fl，显微镜下成熟红细胞呈大椭圆形。②白细胞和血小板常可减少，中性粒细胞核分叶过多：5叶者>5%或6叶者>1%。③骨髓增生明显活跃，红细胞系统呈典型巨幼红细胞改变。巨幼红细胞>10%。粒细胞也有巨幼样变，特别是晚幼粒细胞的核染色质疏松、肿胀。巨核细胞可有具幼样变和核分叶过多及血小板生成障碍。
