对谷蛋白的敏感性可能会出现神经系统问题，小脑性共济失调是最常见的表现，被称为谷蛋白共济失调（GA）。GA是最常见的免疫介导的共济失调。高达60%的GA患者在小肠活检中没有肠病（乳糜泻-CD）的证据，但此类患者对无麸质饮食有反应（Hadjivassiliou等人，2013年）。最初，谷蛋白共济失调的诊断被认为是针对麦醇溶蛋白（抗谷蛋白抗体，AGA）抗体血清学阳性的那些患者。在对麸质敏感的患者中，抗球蛋白IgA/IgG的全身水平似乎反映了麸质引发的免疫反应，包括无麸质饮食后临床改善反应的降低。然而，这些血清学试验的特异性相对较低，由于开发了更特异的第二代抗脱酰胺醇溶蛋白肽和抗TG2 IgA试验用于CD诊断，AGA试验的可用性现在受到限制。此外，大多数AGA检测的阳性临界值是基于对CD患者的检测，因此仅适用于CD诊断，这意味着只有熟悉相关局限性的内科医生/神经科医生才能使用此类检测诊断GA。
对麸质的敏感性会导致全身性免疫介导的疾病，该疾病可表现为多种症状（肠道、皮肤、大脑）。除了强的谷蛋白特异性T细胞反应外，谷蛋白相关疾病（GRD）的另一个标志是对一种或多种转谷氨酰胺酶（TG）同工酶的强烈自身抗体反应。TG-谷蛋白肽复合物的形成允许携带TG-特异性IgD的B细胞摄取并随后呈递与MHC复合的谷蛋白肽，从而允许B细胞在缺乏TG-特异性T细胞的情况下活化和分化。已证明谷蛋白肽与催化过程中形成的活性位点Cys残基的稳定硫酯复合物在此过程中起作用，并且此类复合物确实由GRD开发出自身抗体的所有TG形成（Stamnaes等人，2010年）。
在具有神经缺陷的患者中，免疫反应偏向TG6（Hadjivassiliou等人，2008）。大多数现有证据与小脑性共济失调有关，但致病性抗体可能导致一系列神经系统疾病，包括共济失调伴肌阵挛、谷蛋白脑病（头痛伴白质异常，有时伴有血管性痴呆）（Hadjivassiliou等人，2010年）。神经缺陷和GRD之间联系的证据有三个方面。首先，抗TG6抗体的产生是谷蛋白依赖性的，这证实了与谷蛋白特异性T细胞群的联系（Hadjivassiliou等人，2013年）。其次，在循环抗TG6抗体的CD患者中，特定脑区的改变显而易见，这为脑缩小和TG6自身免疫之间的联系提供了证据（Hadjivassiliou等人，2019年）。第三，与抗TG3自身抗体和疱疹样皮炎类似，在动物模型中通过抗体进行的疾病被动转移直接暗示了这些疾病的发病机制（Boscolo等人，2010年）。TG6表达确实与中枢神经系统中的神经发生有关，TGM6基因突变与脊髓小脑共济失调35的关联强烈表明了该酶在神经元控制运动功能中的作用（Thomas等人，2013；Tripathy等人，2017年）。分子建模和生化分析表明TG6受Ca的变构调节2+并且疾病相关突变损害了酶功能的调节（Thomas等人，2013）。尽管通过不同的分子机制，但受损的酶折叠和功能似乎对神经元存活有影响（Tripathy等人，2017年）。
TG6自身抗体的检测不仅有助于神经性疾病学背景下GRD病的诊断，而且对已确诊的乳糜泻患者进行TG6循环抗体筛查可能有助于识别有神经系统问题风险的患者。越来越多的证据表明，TG6（以及TG3）的循环抗体是肠外疾病的前奏，通常在任何表现变得有症状之前很久就可以检测到（Hadjivassiliou等人，2020年）。
