A megaloblasztos vérszegénységet a nagy, éretlen vörösvérsejtek (megaloblasztok) jelenléte jellemzi a csontvelőben, és jellemzően a B12-vitamin vagy a folsav hiánya okozza. Ezek a hiányosságok a DNS-szintézis károsodásához vezethetnek, ami kulcsfontosságú a vörösvértestek éréséhez.
A nem hatékony vérképzésre és az érett vörösvérsejtek termelésének csökkenésére reagálva a csontvelő kompenzációs változásokon megy keresztül, hogy fokozza a vörösvértestek termelését. Ez hipercellularitáshoz vezet, ahol a csontvelő sűrűn tele van sejtekkel, többnyire éretlen vörösvértest-prekurzorokkal.
A hipercellularitást elsősorban a megaloblasztok és prekurzoraik számának növekedése, valamint más sejttípusok, például mieloid és limfoid sejtek számának növekedése okozza. A csontvelőben a zsírsejtek száma is csökkenhet, mivel a vérképző szövet kitágul, hogy kompenzálja a károsodott vörösvérsejt-termelést.
Ezért a csontvelő hipercellularitása gyakori jelenség a megaloblasztos vérszegénységben, és a B12-vitamin- vagy foláthiány leküzdésére és a normál vörösvérsejt-termelés helyreállítására szolgáló kompenzációs mechanizmusokat tükrözi.