防御功能下降出現胃食管反流，反流物造成食管效膜損傷。受損的程度與反流物的質和量有關，也和與部膜接觸的時間有關。其中損害食管部膜最強的是胃酸。ph3時薄膜上皮蛋白變性，同時胃蛋白酶活性增強消化上皮蛋白。研究表明，胃食管反流性疾病者并無胃酸分泌增多，是因頻繁反流造成食管薄膜酸化，H+穿過食管上皮前的保護層后，繼續破壞上皮層的細胞對穿透過細胞之間的界線，抵達較深層的上皮細胞，引起細胞死亡，因而食管上皮糜爛、潰瘍、進而促進基底細胞的增生。有胃切。除史或有過多十二指腸胃反流存在時，膽酸、胰酸能增加食管部膜的滲透性，加重胃酸、胃蛋白酶對食管部膜的損害作用。夜間的容量消除和化學清除顯著下降，反流物接觸食管或膜時間延長，容易并發食管炎。
重度反流性食管炎患者，食管下括約肌壓下降較明顯，病變發展到Barretts時，食管下括約肌壓變得更低，食管炎治愈后，食管下括約肌壓也不能完全恢復正常。食管炎是動力異常的結果，又可反過來影響LESP功能，如此形成惡性循環，其起動因素則是胃酸和胃蛋白酶。研究還表明，約40%的胃食管反流性疾病患者有植物神經功能異常；切除或損傷迷走神經可引起胃食管反流性疾病，說明迷走神經異常與胃食管反流性疾病發病可能有關。