Os distúrbios relacionados ao glúten não apresentam apenas manifestações intestinais, embora estas sejam as mais conhecidas e comuns. Entre os sintomas extraintestinais mais comuns estão a dermatite herpetiforme, úlceras bucais, dor de cabeça e irritabilidade. Há alguns anos foi constatado que o glúten pode estar associado a certas doenças neurológicas: algumas pessoas com distúrbios relacionados com o glúten desenvolvem doenças que se concentram principalmente no tecido nervoso central e periférico. Esta é a conclusão incluída, por exemplo, no estudo Neurogluten: patología neurológica por intolerancia al gluten, publicado na Revista de Neurologia (2011), e realizado pelo neurologista Carlos Hernández-Lahoz.
Os problemas neurológicos em pessoas com Doença Celíaca ou sensibilidade ao glúten não celíaca são diversos e podem manifestar-se sob a forma de neuropatias periféricas, enxaquecas e ataxia. Na verdade, o estudo citado acima detalha que uma dieta sem glúten foi um benefício notável para as pessoas que sofrem destas patologias.
Outro trabalho de pesquisa que documenta as alterações neurológicas causadas pelo glúten é o estudo The gluten syndrome: A neurological disease, publicado na Medical Hypotheses (2009). Explica que o dano neurológico causado pelo glúten pode ser devido a uma combinação de anticorpos com reação cruzada, toxicidade direta ao sistema nervoso ou a uma doença imunológica complexa.