在机体防御系统中，对肠道内毒素移位起抑制作用的成分包括肠黏膜机械屏障、肠黏膜免疫屏障、肠道正常菌群以及肝脏的肝细胞和库普弗细胞，其中肠黏膜机械屏障，肠黏膜免疫屏障、肝细胞和库普弗细胞起着直接抑制作用，而正常菌群则起着间接抑制作用。
肠道是巨大的“内毒素库”，特殊的解剖部位决定了肠黏膜必须是一道有效的防御屏障。肠黏膜屏障由黏膜上皮细胞形成的机械屏障和分泌型IgA（sIgA）等形成的免疫学屏障组成。
生理条件下，肠上皮细胞一般不吸收肠腔内的内毒素。有实验证明，经静脉注入的内毒素可以出现在肠上皮细胞中，但向肠道内灌注的内毒素只在肠腔内靠近肠黏膜的部位聚集，而不进入上皮细胞内。肠上皮细胞及细胞间紧密连接形成的黏膜机械屏障，是防御肠腔内毒素移位的一道重要屏障，保持完整性是其发挥防御作用的重要保证。
严重创伤﹑烧伤时，体液大量丢失，血容量不足，导致机体缺血缺氧。为维持血压、保证心脑等重要器官的血液供应，内脏血管代偿性收缩，其中胃肠缺血缺氧时间较其他器官更长，即使休克病人经液体复苏血流动力学恢复正常后，胃肠道仍处于隐匿性休克状态。因此，当肠璧微血管恢复灌流时，肠发生缺血/再灌注损伤，上皮细胞产生大量的活性氧等介质，导致肠上皮细胞凋亡、细胞间紧密连接破坏，肠黏膜通透性因而迅速增加，机械屏障功能削弱，从而促使肠腔内的内毒素经肠璧吸收并向肠外组织移位。
活性氧是导致肠黏膜损伤的最重要因素。进入血中的内毒素可以引起血管内凝血、微血管通透性增加及血压下降等病理生理变化，从而导致全身多个器官发生缺血缺氧性损害，而胃肠道又是最先受损的靶器官之一，在此情况下，肠上皮细胞及肠固有层巨噬细胞内的诱生型一氧化氮合酶（induciblenitric oxide synthase，iNOS），黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase，XO）活化，一氧化氮（NO），氧自由基大量产生、NO与超氧阴离子结合生成强氧化剂过氧化亚硝酸盐。过氧化亚硝酸盐及超氧阴离子，是介导内毒素血症诱发肠损伤的主要介质，它们通过作用于脂质﹑蛋白质及DNA，导致脂质过氧化、酶失活﹑蛋白质功能抑制以及DNA损伤，从而导致肠上皮细胞、固有层微血管内皮细胞损伤甚至凋亡；大量产生的NO也可能直接诱导肠上皮细胞凋亡；另外局部浸润的白细胞能够释放氧自由基等活性物质，也参与肠组织的损害。
肠黏膜营养不良也是促进肠黏膜损伤的重要因素之一。首先，肠上皮细胞对营养物质的需求量较大。肠上皮细胞具有增殖周期短、生长旺盛等特点，因而具有较强的自我修复能力，对营养物质的需求量也较大。其次，肠上皮细胞对营养物质的需求具有自身特殊性，即需要营养物质和肠黏膜直接接触。直接接触不仅可以提供肠上皮增殖所需的营养物质，而且还能促进局部生长因子的分泌，尤其是肠三叶因子的分泌。肠三叶因子由肠绒毛杯状细胞所分泌，对肠道具有特殊保护作用。在严重创伤、烧伤情况下，虽然已建立静脉营养途径，可为全身提供足够的营养成分，但肠黏膜营养物质仍然缺乏，因此肠黏膜的损伤仍然严重，反映黏膜完整性受损的指标——血浆二胺氧化酶活性明显升高、肠黏膜跨膜电位差显著降低，与此同时，反映黏膜细胞增殖能力的增殖细胞核抗原值明显降低，说明肠上皮细胞增殖﹑移动速度减慢，这就使得受损的肠黏膜不能及时修复。
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