Uczu­le­nie jest spo­wo­do­wane błę­dem w roz­po­zna­niu przez komórki odpor­no­ściowe sub­stan­cji nie­szko­dli­wej jako nie­bez­pieczną. Ten błąd może powstać z powo­dów opi­sa­nych poniżej.

1. Uczu­la­jący anty­gen = alergen

Aler­ge­nem może być dowolna sub­stan­cja, która znaj­dzie się w nie­wła­ści­wym miej­scu w nie­wła­ści­wym cza­sie. Naj­czę­ściej aler­ge­nami są białka, ale mogą nimi być także małe związki che­miczne, np. anty­bio­tyki. Część z tych związ­ków staje się aler­ge­nami dopiero w połą­cze­niu z biał­kami obec­nymi nor­mal­nie w orga­ni­zmie, np. biał­kami oso­cza krwi. Takie aler­geny zwane są haptenami.

Zazwy­czaj aler­geny mają pewne cechy wspólne – więk­szość ma wła­ści­wo­ści enzy­ma­tyczne i powo­duje uszko­dze­nia tkanki, z którą się styka, np. roz­to­cza wydzie­lają enzymy (tzw. pro­te­azy) tra­wiące komórki naskórka. Podob­nie sub­stan­cje tra­wiące białka (i jed­no­cze­śnie sil­nie aler­gi­zu­jące) ziden­ty­fi­ko­wano w pył­kach, grzy­bach, jadach żmij i os. Nato­miast sub­stan­cje che­miczne zmie­niają struk­turę bia­łek obec­nych w orga­ni­zmie, i spra­wiają, że wyglą­dają one jak sub­stan­cje obce dla układu odpor­no­ścio­wego. Mogą one rów­nież bez­po­śred­nio pobu­dzać komórki układu immu­no­lo­gicz­nego i ini­cjo­wać ich aktywność.

2. Nie­wy­star­cza­jąca bariera

Orga­nizm czło­wieka jest oddzie­lony od dostępu czyn­ni­ków środo­wi­sko­wych przez bariery tkan­kowe. Sta­no­wią je: skóra i śluzówki, nabło­nek płuc i nabło­nek jelit. Rola bariery jest nie­zmier­nie istotna, gdyż jej nie­wy­dol­ność pro­wa­dzi do zwięk­szo­nej pene­tra­cji anty­ge­nów środo­wi­sko­wych do wewnątrz orga­ni­zmu, co powo­duje prze­łą­cze­nie typu odpo­wie­dzi immu­no­lo­gicz­nej z trybu „tole­ran­cji” na „zwal­cza­nie” i objawy alergii.

Jest wiele mecha­ni­zmów, które pozwa­lają na utrzy­ma­nie nie­prze­pusz­czal­no­ści barier. Zali­cza się do nich np. naskó­rek i war­stwę rogową skóry oraz sze­reg wyspe­cja­li­zo­wa­nych struk­tur, które łączą przy­le­ga­jące do sie­bie komórki (m.in. desmo­somy i tzw. połą­cze­nia ścisłe, z ang. tight junc­tions). Pacjenci aler­giczni czę­sto cier­pią na defekty two­rze­nia się pra­wi­dło­wych połą­czeń mię­dzy komór­kami w danym narzą­dzie (np. w płu­cach w przy­padku astmy). Ostat­nio zain­te­re­so­wa­niem eks­per­tów cie­szy się rów­nież kwe­stia pra­wi­dło­wego doj­rze­wa­nia i for­mo­wa­nia się naskórka, gdyż pacjenci z róż­nymi cho­ro­bami aler­gicz­nymi (nie tylko skór­nymi, rów­nież np. aler­gią na orzeszki ziemne) czę­ściej mają muta­cje genu odpo­wie­dzial­nego za pra­wi­dłowy prze­bieg tego procesu.

Dodat­kowo, nie­wy­star­cza­jąca bariera mecha­niczna powo­duje zwięk­szoną moż­li­wość inwa­zji róż­no­rod­nych pato­ge­nów (bak­te­rii, wiru­sów, grzy­bów), które same w sobie mogą być dodat­ko­wym źródłem aler­ge­nów lub nasi­lać lokalny stan zapalny. Taką sytu­ację obser­wuje się np. w przy­padku infek­cji szcze­pami gron­kowca zło­ci­stego (Sta­phy­lo­coc­cus aureus) u pacjen­tów z ato­po­wym zapa­le­niem skóry.

3. Błędna infor­ma­cja z tkanki

Rola tka­nek w roz­woju aler­gii jest nie do prze­ce­nie­nia. Zdrowa tkanka zapo­biega wni­ka­niu aler­ge­nów do wnę­trza orga­ni­zmu i tym samym unie­moż­li­wia uczu­le­nie. Chora – wręcz prze­ciw­nie. Do nie­dawna uwa­żano, że skóra i śluzówki wyście­la­jące nabło­nek układu odde­cho­wego i pokar­mo­wego peł­nią funk­cje ochronną orga­ni­zmu jedy­nie jako bariery fizyczne, unie­moż­li­wia­jące pene­tra­cję pato­ge­nów do wnę­trza orga­ni­zmu. Naj­now­sze bada­nia wska­zują jed­nak nie­zbi­cie, że funk­cjo­no­wa­nie tych barier jest o wiele bar­dziej zło­żone i że tkanki prze­ka­zują wyspe­cja­li­zo­wa­nej czę­ści układu odpor­no­ścio­wego nie­zwy­kle istotne infor­ma­cje, mię­dzy innymi o ist­nie­niu lub braku zagro­że­nia, czyli koniecz­no­ści uru­cho­mie­nia reak­cji odpor­no­ścio­wej. W przy­padku aler­gii jest to infor­ma­cja na wagę zdro­wia lub choroby.

Podraż­nione oskrzela czy skóra z ato­po­wym zapa­le­niem wydzie­lają sub­stan­cje immu­no­lo­gicz­nie czynne (tzw. cyto­kiny) powo­du­jące „prze­łą­cze­nie” typu odpo­wie­dzi immu­no­lo­gicz­nej z odpo­wie­dzi zapal­nej (pomoc­nej przy zwal­cza­niu wiru­sów albo bak­te­rii) na odpo­wiedź aler­giczną. W efek­cie wydzie­lane są media­tory stanu aler­gicz­nego (głów­nie hista­mina, ale rów­nież inne aktywne sub­stan­cje powo­du­jące podraż­nie­nie tkanki). Kon­se­kwen­cją są objawy aler­gii: katar, wysypka, skurcz oskrzeli i zadyszka, bie­gunka, etc.

Co wię­cej, podraż­niona skóra, nabło­nek oskrzeli i śluzówka jelit nie peł­nią pra­wi­dłowo funk­cji bariery fizycz­nej. W kon­se­kwen­cji aler­gicy są bar­dziej podatni na infek­cje bak­te­ryjne i wiru­sowe oraz nasi­lone wni­ka­nie róż­nych anty­ge­nów do tka­nek. Taka zwięk­szona eks­po­zy­cja anty­ge­nowa może powo­do­wać wytwo­rze­nie się reak­cji aler­gicz­nej na kolejne czą­steczki obecne w tym samym cza­sie w danej tkance, pro­wa­dząc do tzw. mul­ti­sen­sy­ty­za­cji - uczu­le­nia na wiele róż­nych, czę­sto nie­spo­krew­nio­nych struk­tu­ral­nie, alergenów.

Jak więc widać, uszko­dze­nia tkanki (wyni­ka­jące z zabu­rzeń gene­tycz­nych, infek­cji albo podraż­nie­nia mecha­nicz­nego, np. na sku­tek dra­pa­nia) powo­dują nasi­le­nie reak­cji aler­gicz­nej. Efek­tem nad­mier­nej akty­wa­cji układu odpor­no­ścio­wego jest roz­sze­rza­jący się stan zapalny, pro­wa­dzący do dal­szej destruk­cji ota­cza­ją­cych tka­nek. W rezul­ta­cie pro­ces przy­po­mina błędne koło. Do wyci­sze­nia się reak­cji aler­gicz­nej może dojść wtedy, gdy aler­gen zosta­nie usu­nięty z tkanki lub komórki prze­staną na niego reago­wać w pato­lo­giczny sposób.

Pomimo, iż wiemy już dużo odno­śnie pro­ce­sów odby­wa­ją­cych się w węzłach chłon­nych, wszyst­kie mecha­ni­zmy bio­rące udział w powsta­wa­niu, roz­woju i zani­ka­niu aler­gii nie zostały jesz­cze do końca ziden­ty­fi­ko­wane. Wia­domo, iż u osób skłon­nych do aler­gii pro­ces roz­po­zna­wa­nia anty­ge­nów jest zabu­rzony, co pro­wa­dzi do pro­mo­wa­nia reak­cji aler­gicz­nej. Aktu­al­nie pro­wa­dzone są sze­roko zakro­jone bada­nia naukowe mające na celu wyja­śnie­nie jakie warunki są nie­zbędne, by zamiast reak­cji aler­gicz­nej wytwo­rzyła się tole­ran­cja na dany antygen.