Esta respuesta benéfica puede convertirse en una reacción exacerbada; en consecuencia, cuando la sustancia ajena, conocida como alergeno, vuelve a ingresar al cuerpo algún tiempo después, el sistema inmunológico activa una reacción alérgica. La respuesta puede ser ligera y transitoria, como la urticaria, o tan intensa que algunas veces puede llevar a la muerte.
En este último caso el cuerpo experimenta un «choque anafiláctico», que se presenta en la forma de dificultad para respirar, hinchazón generalizada y un descenso súbito de la presión arterial. Los síntomas son efecto de la liberación de histamina y otras sustancias.
En casos leves basta con administrar un antihistamínico para revertir los síntomas. El tratamiento indicado para el choque anafiláctico incluye una inyección de adrenalina, que favorece la contracción de los vasos sanguíneos, de tal manera que se eleva la presión arterial. Sin embargo, el mecanismo bioquímico que provoca el choque anafiláctico aún se desconoce.
En la sangre de ratones se observó, luego de inducir de modo artificial una reacción semejante, que había una cantidad superior a la normal de óxido de nitrógeno. En fecha reciente se encontró que éste se libera por la acción de una proteína llamada eNOS. Cuando en roedores sensibilizados a un choque anafiláctico se bloquea el gen que la produce, no se activa la respuesta que habitualmente induce la sustancia extraña.
Si el mecanismo funciona de modo semejante en los seres humanos, es probable que medicamentos capaces de bloquear la proteína eNOS disipen en las personas la posibilidad de sufrir esta situación cuando se introduce un alergeno en su cuerpo.