Η μονοκυττάρωση μπορεί επίσης να εμφανιστεί σε διάφορες παθολογικές διεργασίες.
Τα μονοκύτταρα μονοκυτταρικής προέλευσης προκύπτουν από τον μυελοειδή ιστό του μυελού των οστών μέσω μιας πολύπλοκης διαδικασίας σχηματισμού και διαφοροποίησής τους, η οποία ονομάζεται μονοκυτταρική και μακροφαγοποίηση. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας, σχηματίζονται μονοκύτταρα, κοκκιοκύτταρα και μεγακαρυοκύτταρα. Υπάρχουν δύο φάσεις μονοκυτταρογονικής αιμοποίησης: η πρώτη είναι μακροχρόνια, κατά την οποία ανώριμοι μονοβλάστες εισέρχονται στο περιφερικό αίμα και στη συνέχεια σχηματίζουν μονοκύτταρα με διαφοροποίηση από μονοβλάστες (εκφράζοντας μονοκυτταρικούς δείκτες), για παράδειγμα SLA-DR, A-SAB 78, SCF 44/HIF 3a, MPO, TER 119, GPA-2 υπό την επίδραση του G-CSF, GM-CSF.
Η δεύτερη φάση αντιπροσωπεύεται από το σχηματισμό ώριμων μονοκυττάρων από πρόδρομες ουσίες μέσω της απόπτωσης (λόγω της έκφρασης των υποδοχέων του παράγοντα νέκρωσης όγκου (TNF-R)). Αφού αφήσουν τον μυελό των οστών στο αίμα, τα μονοκύτταρα μεταναστεύουν στους ιστούς, όπου πραγματοποιούν φαγοκυττάρωση. Μόλις αφαιρεθούν από τον ιστό, τα μονοκύτταρα επανακυκλοφορούν στον μυελό των οστών, καταλήγοντας σε εξειδικευμένες περιοχές του μυελού των οστών - το «κανονικό» «απόθεμα μονοκυττάρων». Τα μονοκύτταρα που έχουν φύγει από την κυκλοφορία υφίστανται αντίστροφη ανάπτυξη (τη διαδικασία της αποδιαφοροποίησης) και δωρίζουν τον πυρήνα στα μακροφάγα, μετατρέποντας σε μακροφάγα στοιχεία. Έτσι, η μονοκυτταρική αιμοποιητική διαδικασία είναι αυστηρά ατομική για κάθε άτομο ξεχωριστά με τη διάρκεια, την ένταση και τη συχνότητά της.
Η μονοκυτταροποίηση είναι η διαδικασία σχηματισμού και ανάπτυξης μονοκυττάρων, τα οποία είναι ένας τύπος λευκών αιμοσφαιρίων. Παίζουν σημαντικό ρόλο στο ανοσοποιητικό σύστημα του οργανισμού, παρέχοντας προστασία από λοιμώξεις και άλλες απειλές για την υγεία.
Τα μονοκύτταρα παράγονται στο μυελό των οστών και στη συνέχεια μεταναστεύουν στο αίμα, όπου κυκλοφορούν για έως και αρκετές εβδομάδες πριν διαφοροποιηθούν σε πολλούς διαφορετικούς τύπους ανοσοκυττάρων, όπως μακροφάγα, δενδριτικά κύτταρα, μονοπύρηνα φαγοκύτταρα και Β λεμφοκύτταρα.
Ο ρόλος των μονοκυττάρων στο ανοσοποιητικό σύστημα οφείλεται στην ικανότητά τους να φαγοκυτταρώνουν και να παράγουν κυτοκίνες όπως η ιντερφερόνη-γάμα και ο παράγοντας άλφα νέκρωσης όγκου. Αυτές οι πρωτεΐνες προάγουν την ενεργοποίηση και τη στρατολόγηση πρόσθετων κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος, ενισχύοντας έτσι την ανοσοαπόκριση.
Μία από τις πιο σημαντικές λειτουργίες των μονοκυττάρων είναι η συμμετοχή στη διαδικασία της φλεγμονής. Όταν εμφανίζεται μια μόλυνση, οι αμυντικοί μηχανισμοί του οργανισμού κινητοποιούνται, προκαλώντας έναν καταρράκτη αντιδράσεων που οδηγεί στην ανάπτυξη φλεγμονωδών αντιδράσεων. Τα μονοκύτταρα μεταναστεύουν στην περιοχή της φλεγμονής και αρχίζουν να φαγοκυτταρώνουν παθογόνους μικροοργανισμούς και τα μεταβολικά τους προϊόντα. Αυτό βοηθά στη μείωση της δραστηριότητας της μόλυνσης και στη διακοπή των φλεγμονωδών αντιδράσεων.
Επιπλέον, τα μονοκύτταρα μπορεί να συμμετέχουν στη ρύθμιση της ανοσολογικής ανοχής και στην καταστολή της απόρριψης μοσχεύματος μεταναστεύοντας στη θέση μεταμόσχευσης και καταστέλλοντας τις ανοσολογικές αποκρίσεις.