W przypadkach zaawansowanych stwierdzono prawie całkowity zanik kosmków. W blaszce właściwej stwierdzano nacieki z komórek plazmatycznych, eozynofili i limfocytów. Zmiany te są więc zbliżone do obrazów spostrzeganych w glutenozależnej chorobie trzewnej, jednakże ustępowanie ich po wyrównaniu niedoboru żelaza bez zastosowania diety bezgiutenowej przemawia przeciwko jej rozpoznaniu. We wstępnej fazie różnicowanie może być jednak trudne ze względu na to, że w toku celiakii obserwuje się wtórną, niejednokrotnie znacznie zaawansowaną niedokrwistość. Jak się wydaje, przyczyną opisanych wyżej zaburzeń są zmiany metabolizmu komórek błony śluzowej jelit, analogiczne do zmian w innych narządach, np. w komórkach mięśnia sercowego, a zależne od deficytu enzymów zawierających żelazo: np. cytochromu, oksydazy, katalaz, clehydrogenaz. Deficyty te wykazano doświadczalnie u zwierząt z syderopenią. U dorosłych zapotrzebowanie na enzymy zawierające żelazo jest mniejsze niż u dzieci, stąd zespoły złego wchłaniania w następstwie syderopenii u dorosłych są rzadsze niż u dzieci. Zapotrzebowanie komórek na żelazo jest proporcjonalne do szybkości ich rozmnażania i wymiany. Nabłonek żołądkowo-jelitowy rozmnaża się bardzo szybko.