胃酸和胃蛋白酶是反流物中最强的损伤因子，主要损伤细胞间连接部位，用光镜和电镜观察GERD患者的食管上皮，可发现上皮细胞间隙扩大。

上皮细胞间隙是上皮细胞间容纳体液的空间，正常情况下，细胞间通过claudins和occludins组成的桥连蛋白、e-钙黏附蛋白、桥粒芯蛋白等形成紧密连接，这种三重复合体所形成的物理屏障可以防止酸及毒性物质渗透，成为上皮防御的关键因素。当桥连蛋白出现缺损时，细胞间出现分离，酸和毒性物质可渗漏至细胞间隙，导致间隙增宽。1996年有学者首次定量比较了非糜烂性反流病（non-erosive reflux disease，NERD）、反流性食管炎（reflux esophagitis，RE）患者与正常人的上皮细胞间隙宽度的差异，结果表明NERD、RE患者上皮间隙宽度显著大于健康正常人，且与患者烧心症状相关。

进一步研究表明，食管腔内的酸性物质可破坏细胞间的紧密连接，增加上皮间通透性，氯离子进入上皮间隙，形成高渗环境，吸引水分子进入，进一步扩大细胞间隙，进而氢离子进入细胞间隙，因此扩大的细胞间隙可作为食管上皮防御功能受损的标志。食管上皮防御功能受损后，胃酸弥散入组织，酸化细胞间隙，进一步酸化细胞质，最后造成细胞肿胀和坏死。但疾病的进展会出现两种变化：①氢离子进入细胞间隙可刺激上皮细胞分泌碳酸氢根离子，只有当分泌的碳酸氢根离子不足以中和氢离子时，才会诱发烧心症状；②过量的氢离子会作用于黏膜基底层细胞，导致基底层细胞坏死和再生，当细胞坏死数量超过再生数量时，黏膜将出现损伤，出现为食管炎改变，而当细胞再生数量超过细胞坏死数量时，则表现为NERD。

食管上皮细胞间隙还受消化物成分和温度等多种因素的影响，除了高酸可以导致细胞间隙增宽外，临床研究还发现弱酸反流也可以导致烧心症状。近年来的研究表明弱酸反流也可以导致细胞间隙增宽，这主要与反流物中的结合胆盐有关；酒精、高浓度酒精（＞10%）、高渗溶液及过热食物也可导致细胞间隙增宽，损伤食管上皮防御能力；吸烟也能通过抑制上皮细胞离子转运而损伤食管上皮防御功能。有动物实验发现应激状态下细胞间隙宽度也可增宽，但由于应激还可能导致胃排空延迟、酸反流增加，因此应激本身是否直接影响细胞间隙宽度还有待证实。

目前尚无检测上皮细胞间隙宽度的标准方法，常用方法是将组织切片显微镜下观察并摄片，每一切片摄片十张，选取近腔面的十个细胞，相邻细胞作垂直于细胞膜的连线，所测连线的间距即为细胞间隙，共可获取100个数值（10×10），算取所测数值的均值即为平均上皮细胞间隙宽度。因为鳞状上皮的腔面细胞相对固定且细胞侧膜平直光滑，易于检测，因此上皮间隙宽度的检测应以近腔面的棘皮层或真皮层细胞为主。