Durante la digestione intestinale il glutine si idrolizza in peptidi. La digestione avviene a opera di transglutaminasi intestinali che modificano la glutammina, un amminoacido, e nei soggetti predisposti alla celiachia si sviluppano anticorpi anti-transglutaminasi che determinano il processo infiammatorio e le alterazioni patologiche a carico dei villi intestinali. Inoltre in soggetti sensibili alcuni peptidi derivati dal glutine, in particolare il frammento 31-49 di 19 amminoacidi, provocano reazioni immunitarie abnormi. In questi casi i linfociti T, non trovando organismi estranei, attaccano le cellule dei villi intestinali. Questa condizione patologica prende il nome di celiachia.