已有大量試驗性、觀察性和隨機臨床試驗（RCT）研究調查了蝶酰谷氨酸水平和心血管疾病、癌癥以及認知能力之間的關系。整體上來說，還沒有充分的證據表明蝶酰谷氨酸在這些慢性疾病中起到關鍵的作用。蝶酰谷氨酸缺乏引起的病理生理結果中已經顯示出有重要影響的兩個基本結果是巨成紅細胞性貧血和NTDs。
巨成紅細胞性貧血
蝶酰谷氨酸缺乏的特點以及最可靠的定量指示是貧血的血液學表現。當蝶酰谷氨酸水平不足以進行細胞代謝時，伴有快速細胞分裂的骨髓和其他組織中會發生巨成紅細胞改變。與成熟紅細胞和超級片段多形核白細胞相比，缺陷性DNA合成會導致大量生紅血球前細胞體的生成（大紅細胞，大卵形紅細胞）。維生素B12缺乏時也會出現這些細胞變化。盡管蝶酰谷氨酸補充會消除維生素B12缺乏性貧血，但其不能治療甚至可能會惡化與維生素B12缺乏有關的神經學疾病。