Одночасно з процесом формування рельєфу відбувається диференціювання епітеліального шару і підстилаючих шарів. На сьомому тижні вже добре помітна щиткова облямівка, а на п’ятому місяці вона має дефінітивний вигляд. Келихоподібні клітини появляються в тонкій кишці на девятому тижні, їхня кількість по довжині кишечника поступово наростає.

Цікаві дані по гістогенезу епітелію кишечника отримані за допомогою электронномікроскопічних і гістохімічних методів. Виявлення глікогену в епітеліальній вистилці тонкої кишки 7-тижневого ембріона можна вважати ознакою підготовки до інтенсивного диференціювання. Вивчаючи за допомогою електронного мікроскопа структурну і хімічну організацію епітелію тонкого кишечника людини на 8-10 тижні внутрішньоутробного розвитку, можна відмітити, що на восьмому тижні серед клітин епітеліального шару виявлено два типи клітин: всмоктувальні і келихоподібні. У 10-тижневих ембріонів зростає висота епітелію, в області щиткової облямівки локалізується ШИК-позитивний матеріал. Всмоктувальні клітини, крім мікроворсинок, мають мітохондрії, гранулярний эндоплазматичний ретикулум, ліпідні гранули. У ядрах овальної форми чітко виявлені ядерця, гетерохроматин. На десятому тижні розвитку в цих клітинах появляються лізосоми. Келихоподібні клітини на восьмому тижні містять муковидні гранули. Ядра лежать у базальній частині клітин. В області крипт розташовані менш диференційовані клітини. Це також призматичні клітини, що мають певну кількість мікроворсинок, мітохондрій, безліч вільних рибосом, у супрануклеарній зоні – пластинчастий комплекс. Використовуючи методи світлової і люмінесцентної цитохімії, були знайдені келихоподібні клітини із ШИК-позитивною реакцією на девятому тижні розвитку (плід довжиною 4,7 мм). У плода довжиною 12-18 см у келихоподібних клітинах тонкого кишечнику зберігається інтенсивна ШИК-реакція (у товстій кишці вона знижується), з'являються кислі, переважно сульфоровані мукополісахариди. На сьомому місяці розвитку з'являються сіаломуцини.

Для розуміння процесів гістогенезу і функціонального становлення тонкого кишечника дуже важливі дані цитохімічного і біохімічного аналізу ферментативної активності тонкого кишечника. На ранніх стадіях розвитку (7-8 тиждень) відзначається низька або помірна активність фосфатаз у зоні пластинчастого комплексу, на поверхні мембран у лізосомах, слабка активність сукцинатдегідрогенази в мітохондріях. В процесі розвитку зростає кількість мікроворсинок і активність в них лужної фосфатази. На 11-13 тижні в кишечнику виявляється активність дисахаридаз, причому найвища – у тонкій (особливо в порожній) кишці. При цьому активність ряду ферментів цієї групи практично відповідає рівневі дорослого, а активність лактази складає десяту частину цього рівня. Активність фосфатаз підвищується і до шостого місяця внутрішньоутробного розвитку досягає рівня дорослого. До цього часу в цитоплазмі всмоктувальних клітин підвищується кількість електроннощільних утворень з ознаками активності лужної і кислої фосфатази. До шостого місяця внутрішньоутробного розвитку епітеліальна вистилка кишечника добре сформована. Її клітини мають розвинутий апарат, здатний до виконання таких функцій, як розщеплення найважливіших складових частин їжі, всмоктування, секреція. На підставі фізіологічних, біохімічних і клінічних досліджень існує уявлення про значну роль у системі органів травлення кореляцій типу ендокринних. Тривалий час ці уявлення не мали морфологічної бази. У зв'язку з розвитком техніки, цитохімічного, імуннофлюорисцентного, электронномікроскопічного дослідження з'явилися реальні можливості вивчення ендокринних структур травного тракту. Однією з важливих рис, властивих ендокринним клітинам травного тракту, є тісний зв'язок деяких клітин епітелію травного каналу з капілярами і наявність секреторних гранул у прилягаючій до судини базальній частині клітини (базально-зернисті клітини). Такі клітини виявлені в тій або іншій кількості у всіх сегментах діафрагмального відділу – від шлунка і до прямої кишки. Ендокринні клітини виявлені в глибоких шарах нижнього відділу стравоходу. У тонкому кишечнику такі клітки виявляються ще на дванадцятому тижні розвитку. Кількість їх наростає поступово, і при цьому в початковому відділі тонкого кишечника набагато інтенсивніше, ніж у каудальному. До початкових моментів диференціювання стінки кишечника варто віднести і з’явлену на шостому тижні перегрупування мезенхімних клітин, що полягає в тому, що останні приймають циркулярне розташування. Це перегрупування, як і інші гістогенетичні процеси, йде в аборальному напрямку. Приблизно в цей же час під епітелієм з'являються аргірофільні і преколагенові волокна. До двадцятого тижня з'являються міелобласти, що формують м'язову пластинку слизової, а через два тижні ця пластинка стає двошаровою.

М'язова оболонка закладається в дванадцятипалій кишці. Наприкінці п’ятого тижня з'являється циркулярний шар. Асинхронність гістогенезу наочно характеризує поява (на 7-8 тижні) цього шару в порожній кишці. Подовжній шар м'язової оболонки формується в дванадцятипалій кишці на десятому тижні, а в інших відділах відповідно трохи пізніше.

Еластичні волокна формуються в основному після народження. Початок формування солітарних фолікулів у вигляді локальних скупчень лімфоцитів виявлено ще на п’ятнадцятому тижні внутрішньоутробного розвитку. Однак і до моменту народження лімфоїдний апарат кишечника, як правило, лише намічений. Тільки після народження в зв'язку з посиленням антигенної стимуляції невеликі скупчення лімфоцитів перетворюються в солітарні фолікули і їхні конгломерати – Пейєрові бляшки. Клітинний склад цих елементів стає різноманітний, з'являються піронінофільні елементи аж до диференційованих плазмоцитів.

Процес утворення ворсинок до кінця внутрішньоутробного періоду значно прискорюється. У тонкому кишечнику новонародженного нараховується близько 1 млн. ворсинок. У період дитинства їхня кількість збільшується в 4-6 разів. Крипти короткі і широкі, часто розгалужені в деяких відділах, що пов'язано із тривалим їхнім розподілом. У семимісячного плоду серед ендокриноцитів і келихоподібних клітин ворсинок виявляються клітини Панета. До моменту народження ці клітини в значних кількостях концентруються в донних відділах ліберкюнових крипт.

Найбільш рання закладка брунерових залоз виявлена в ембріона кінця третього місяця розвитку. Закладка являє собою бруньки – випинання дна ще не цілком сформованих крипт. Ці закладки