يُطلق مصطلح عيوب الأنبوب العصبي على مجموعة من التشوهات الخلقية في الحبل الشوكي والدماغ، ومنها السنسنة المشقوقة spina bifida  ( 50% من الحالات) وانعدام الدماغ anencephalus (%40).

 يعتبر عوز حمض الفوليك لفترة طويلة سبباً لعيوب الأنبوب العصبي. ويُعتقد أن الاستعداد الوراثي يتفاقم بالعوامل البيئية، ويرتفع معدل الوقوع مع زيادة عدد الولادات، ويزداد 10 أضعاف إذا كـــان هناك ولادة سابقة لرضيع مصاب بأحد هذه العيوب. والأساس الحيوي لهذا الاضطراب التطوري هــو الاعتماد المشترك على خلايا تنشأ من الظهارة العصبية. وقد تكون آلية الخلل نقصاً موضعياً في تركيز حمض الفوليك أو اضطراب استقلاب الميثيونين والهوموسستئين.

 يزيد الحمل من استخدام الفولات وربما يستنفذ احتياطي الأم دون ظهور مستويات منخفضة مـــن هذا الفيتامين في الدم خلال مراحل الحمل المبكرة، ويكون تركيزه في الكريات الحمراء أكثر أهمية.

وقد أثبتت التجارب أنّ إعطاء 400 مكغ من حمض الفوليك يومياً خلال فترة الإخصاب يمكن أن ينقص معدل وقوع هذه العيوب (من 5 إلى 0.6%) ومن المهم أيضاً التزود به كفاية في أواخر الحمل وبعده حيث تعاني العديد من النساء متدنيات مستوى التغذية من تبدلات في الأرومات الضخمة.

 ومن جهة أخرى، فنقص إرجاع ميثيلين رباعي هيدرو الفولات إلى الشكل الميثيلي يؤدي إلى نقص تحول الهوموسيستيئين إلى الميثيونين (الشكل 1) فيتراكم الأول ويحدث فرط هوموسيستيئين الدم الذي يعتبر عامل اختطار يزيد من احتمالات التصلب العصيدي والخثار وفرط ضغط الدم.

الشكل (1) : مصادر المتبادلات أحادية الكربون ومصائرها ، وجميعها قابلة للتحول البيني عدا تحول الميثينيل إلى فورم إيمينو وإرجاع الميثيلين إلى ميثيل. هناك طريقتان لإعادة رباعي هيدرو الفولات (THF) إلى الشكل الحر تتضمن الأولى أكسدة الفورميل إلى ثاني أكسيد الكربون والثانية هي تفاعل مُخَلَّقَة الميثيونين. عندما يمنح الشكل الفعال من الميثيونين(S- أدينوزيل الميثيونين) كمانح لمجموعة الميثيل (تفاعل ناقلة الميثيل أعلى اليمين) يتحول إلى الهوموسيستيئين الذي تعيد مخلقة الميثيونين تحويله إلى الهوموسيستئين باستخدام ميثيل رباعي هيدرو الفولات كتميم يتحول إلى THF الحر. ولأنّ ميثيل رباعي هيدرو الفولات هو مصدر THF الرئيس للأنسجة، فإن هذا التفاعل مهم جداً لتأمينه لها. يتطلب هذا التفاعل وجود الفيتامين B12 أيضاً، وبالتالي فإن عوز B12 سيؤدي إلى احتجاز الفولات بالشكل الميثيلي ( فخ الفولات folate trap ) فيحدث عوز وظيفي بحمض الفوليك ثانوي لعوز الفيتامين B12، رغم توافر الفولات في الجسم. وهذا ما يفسر أن عوز كلا الفيتامينين يقود إلى تظاهرات سريرية مشابهة (فقر الدم ضخم الأرومات). كما إن تخليق أحادي نوكليوتيد الثيمين (الثيميديلات) يُنتج ثنائي هيدرو الفولات الحر الذي يتحول إلى THF بوساطة مرجعة DHF التي تتطلب NADPH كتميم مرجع. يمكن الإفادة من مثبطات هذا الإنزيم (مثل الميثوتركسات الذي يشبه 10- ميثيل رباعي هيدرو الفولات) في حرمان الخلية من دور حمض الفوليك وبالتالي منع انقسامها ومعالجة السرطان. كما أن مرجعة DHF الجرثومية والطفيلية تختلف عن البشرية ويمكن تثبيطها بمضادات البكتريا كالتريميتوبريم ومضادات الملاريا كالبيريميثامين.