La zonulina es una proteína que modula la permeabilidad de las uniones estrechas entre las células de la pared del tubo digestivo. Está involucrada en la inmunidad innata intestinal y sobreexpresada en varias enfermedades autoinmunes, incluyendo la enfermedad celíaca y la diabetes tipo 1, en las que la disfunción de las uniones estrechas intercelulares intestinales parece ser el defecto primario. La función principal de la zonulina es regular el flujo de moléculas entre el intestino y el torrente sanguíneo, por lo que tiene un papel fundamental en el balance tolerancia/respuesta inmune.​
Actúa liberando las uniones estrechas intercelulares para permitir el paso de los nutrientes y bloquear el paso de las macromoléculas,como fragmentos de nutrientes incompletamente digeridos y microorganismos presentes en el intestino.​
Cuando hay sobreproducción de zonulina, aumenta la permeabilidad intestinal, el intestino pierde su capacidad de barrera protectora lo que permite se presenten reacciones autoinmunes, inflamatorias, cáncer, así como infecciones y alergias. Los dos factores más potentes que provocan la liberación de zonulina, son ciertas bacterias intestinales y el gluten del trigo y cereales homólogos.
La gliadina (glicoproteína que forma parte del gluten) activa la señalización de zonulina independientemente de la predisposición genética, es decir, tanto en celíacos como en no celíacos.

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