The impact of gluten-containing and gluten-free diets on intestinal inflammation: Evaluation of fecal calprotectin in a healthy rat model

Abstract

Objective

Gluten-free diets are increasingly adopted by individuals without gluten-related disorders, despite limited evidence for anti-inflammatory benefit. We evaluated whether varying gluten exposure influences intestinal inflammation in healthy rats using fecal calprotectin (fKp) as the outcome.

Patients and methods

Forty newly weaned male Wistar albino rats were randomized to four isocaloric, iso-nitrogenic diets for 12 weeks (n = 10/group): (1) standard wheat-containing control, (2) gluten-free animal protein-based diet, (3) control diet supplemented with 6% vital wheat gluten, and (4) control diet supplemented with 12% vital wheat gluten. Food and water were provided ad libitum. After a 12-h fast, rats were sacrificed and cecal fecal samples were collected individually. fKp was measured using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA).

Results

Mean fKp differed across groups (one-way ANOVA, p = 0.030). Compared with the gluten-free group (26.57 ± 5.77 μg/g), fKp was lower with 6% gluten (23.33 ± 5.14 μg/g) and 12% gluten (23.57 ± 4.86 μg/g) (p = 0.013). fKp did not differ between the standard control (29.98 ± 5.76 μg/g) and gluten-free diets (p > 0.05). There was no difference between 6% and 12% supplementation, indicating a plateau effect.

Conclusion

In healthy rats, gluten-containing diets did not increase intestinal inflammation as assessed by fKp. Gluten elimination provided no anti-inflammatory advantage over a standard diet, whereas moderate gluten supplementation was associated with lower fKp without a clear dose–response. Findings should be interpreted cautiously and considered hypothesis-generating rather than definitive.

Resumen

Objetivo

Las dietas sin gluten son adoptadas cada vez con mayor frecuencia por individuos sin trastornos relacionados con el gluten, a pesar de la evidencia limitada sobre beneficios antiinflamatorios. Evaluamos si la exposición variable al gluten influye en la inflamación intestinal en ratas sanas utilizando la calprotectina fecal (fKp) como variable de resultado.

Pacientes y métodos

Cuarenta ratas Wistar albinas macho recién destetadas fueron aleatorizadas a cuatro dietas isocalóricas e isonitrogenadas durante 12 semanas (n = 10/grupo): (1) control estándar conteniendo trigo, (2) dieta sin gluten basada en proteína animal, (3) dieta control suplementada con 6% de gluten vital, y (4) dieta control suplementada con 12% de gluten vital. El alimento y agua se proporcionaron ad libitum. Tras ayuno de 12 horas, las ratas fueron sacrificadas y se recolectaron muestras fecales cecales. La fKp se determinó mediante ELISA.

Resultados

La fKp media difirió significativamente entre grupos (ANOVA, p = 0,030). Comparado con el grupo sin gluten (26,57 ± 5,77 μg/g), la fKp fue menor con 6% de gluten (23,33 ± 5,14 μg/g) y 12% de gluten (23,57 ± 4,86 μg/g) (p = 0,013). La fKp no difirió entre el control estándar (29,98 ± 5,76 μg/g) y la dieta sin gluten (p >0,05). No se observó diferencia entre suplementación al 6% y 12%, indicando efecto meseta.

Conclusión

En ratas sanas, las dietas conteniendo gluten no incrementaron la inflamación intestinal evaluada mediante fKp. La eliminación del gluten no proporcionó ventaja antiinflamatoria sobre dieta estándar, mientras que suplementación moderada con gluten se asoció con menor fKp sin respuesta dosis-dependiente clara. Los hallazgos deben interpretarse cautelosamente y considerarse generadores de hipótesis.