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分泌性腹泻的发生机理涉及多种因素，其中环磷酸腺苷(cAMP)占有重要地位，肠粘膜细胞中的cAMP在分泌电解质和水分中起诱导作用，cAMP又需经细胞内腺苷酸环化酶催化才能起作用。霍乱弧菌分泌的肠毒素( 一种外毒素)，能迅速与空肠上皮细胞结合，刺激腺苷酸环化酶，使细胞内cAMP含量增加，加速水、电解质分泌到肠腔内的过程，而当小肠分泌液超过其吸收能力时，则出现腹泻。
霍乱引起的腹泻为单纯分泌性腹泻的一个典型例子。
致病性大肠杆菌分泌的另一种毒素，也能引起霍乱样水泻，其发病机理可能与霍乱弧菌的致泻机理相似。
进食被细菌如葡萄球菌等污染的食物而引起的腹泻，也可能属于这种腹泻。
血管活性肠肽瘤(VIP瘤)引起的腹泻是一种非感染性的分泌性腹泻，肿瘤释出的VIP能激活肠粘膜的腺苷酸环化酶，刺激小肠分泌，故而出现霍乱样的严重水泻，常伴有严重低血钾和代谢性酸中毒，亦称为胰性霍乱。
胃泌素瘤能分泌大量胃泌素，后者刺激肠粘膜的壁细胞分泌大量胃酸，胃酸进入小肠后，加快肠蠕动，引起水泻，亦属分泌性腹泻。
分泌性腹泻的临床特点为：
(1)排出大量水样粪便，每天可达数升；
(2)粪便中含大量电解质，且其渗透压与血浆渗透压基本相同；
(3)粪便中不含脓血；
(4)禁食后腹泻仍不停止；
(5)一般无腹痛；
(6)肠粘膜组织学检查基本正常。