Zonulin ist ein Protein, das im Darmepithel aktiv ist. Zonulin reagiert auf die Exposition gegenüber Gliadin und pathogenen Bakterien. Gliadin bildet zusammen mit Glutenin das Protein Gluten.

Sobald Zonulin von den Epithelzellen freigesetzt wird, wird es von Immunglobulin A signalisiert, gefolgt von einer Reaktion von der Darmwand. Die Bindungsproteine ​​(enge Verbindungen) zwischen den Zellen der Darmwand entspannen oder brechen. Die Gliadine oder pathogenen Bakterien können nun die Darmwand passieren, wonach dendritische Zellen die T-Zell-Aktivierung über die Antigen-präsentierenden Zellen auslösen.
Diese Immunantwort verursacht eine Entzündung der Zellen der Darmwand, wonach Zonulin, Tight Junction-Proteine, Krankheitserreger, bakterielle Lipopolysaccharide und entzündungsvermittelnde Zytokine aus dem Darm in die Lamina propria gelangen können. Diese Substanzen gelangen dann in den Blutkreislauf und lösen eine Neuroinflammation aus.

Zonulin wird aus dem Kot oder aus einer Blutserumprobe bestimmt.