Næste trin er en sensibiliseringsfase – allergikerens immunsystem udvikler andre typer af celler end de personer, der ikke er allergiske. I stedet for IgG/M celler, som er det normale forløb – danner allergikeren, uden man i dag ved hvorfor, IgE celler (IgE betyder immunglobulin E).
Sensibiliseringsfasen er den samme for alle immunglobulinklasserne (-A, -M, -G, -D, -E). Immunsystemet udvikler specialiserede immunglobuliner, der skal sikre elimination af udefra kommende antistoffer. Under normale vilkår ville det være sådan at IgE molekyler kun ville blive dannet, hvis der var en parasitær infektion. Her ville en frigørelse af histamin, prostaglandin og lignende stoffer medføre at parasitterne ville blive generet i deres videre invasion i vores krop.
Sensibilisering betyder i denne sammenhæng at et antigen bliver opdaget i allergikerens krop. Immunsystemet får øje på det og sætter en proces i gang. På grund af en kodefejl i immunsystemet bliver der dannnet IgE molekyler, der for fremtiden vil huske dette antigen. Nu skifter antigenet navn til et allergen, fordi processen nu og i fremtiden vil være medvirkende til at give en allergisk reaktion. Det vil sige at hver gang der kommer et af disse allergener ind i vores krop reagerer immunsystemet med at danne IgE molekyler der vil være overfølsomt for dette allergen.
Det specielle og uhensigtsmæssige, ved den sensibilisering der foregår ved allergi, er, at IgE molekylerne er sensibiliserede overfor antistoffer (=allergener for allergikeren), der forekommer naturligt omkring os og som ikke normalt ville give de negative reaktioner, som allergikere oplever. Det næste, der er vigtigt at tænke på er, at IgE cellerne binder sig til mastcellerne og denne alliance medfører frigivelsen af histamin m.m. når allergenet forbinder IgE cellernes “ben”. (IgE cellerne ligner et Y og foden er kontaktpunktet til mastcellen. Forestiller man sig, at der er to IgE molekyler, der er sensibiliseret overfor det samme antistof/allergen, så medfører kortslutningen mellem to IgE cellers grene (Y*Y) omgående frigivelse af histamin osv. med en allergisk reaktion til følge.
Disse IgE celler vil så i fremtiden være rettet mod et bestemt allergen f.eks birkepollen.
Fremover vil allergikeren opleve en immunologisk reaktion – nældefeber, astma eller høfeber (frigivelse af histamin, prostaglandin og leukotriener) når han eller hun udsættes for dette allergen i fremtiden.