Двумя основными биологическими системами, участвующими в реакции на стресс, являются симпатическая нервная система и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось (ось HPA). Симпатическая нервная система активируется в первые моменты после активации стрессора и отвечает за так называемые бой или ответ полета. Он стимулирует надпочечники выделять адреналин и норадреналин и вызывает такие эффекты, как расширение зрачков, учащение пульса и дыхания, а также учащение сердцебиения.
Ось HPA активируется только через несколько минут или часов после активации стрессора. Гипоталамус выделяет гормон кортиколиберин (CRH), который стимулирует гипофиз к выделению гормона кортикотропина (ACTH). АКТГ, в свою очередь, стимулирует кору коры надпочечников секретировать глюкокортикоиды , из которых кортизол содержится в наибольшем количестве у людей. Ось ГПА работает по принципу отрицательной обратной связи - глюкокортикоиды подавляют деятельность гипоталамуса и гипофиза.
Голубоватое место в стволе мозга также играет важную роль в биологическом механизме стресса. Он связан с гипоталамусом, через который он активирует ось HPA, которая также активирует синеватый участок, который вызывает развитие стрессовой реакции. Голубоватое пятно также отвечает за усиление тревоги, стимулируя миндалины и подавляя активность префронтальной коры . Он также играет роль в повышении бдительности и избирательности внимания благодаря умеренной активации норадренергических путей.
Миндалина также играет важную роль в стрессе. Он отвечает за распознавание стрессора и придание ему эмоционального значения. Чрезмерная активация миндалины приводит к торможению гиппокампа , который играет очень важную функцию в памяти. Гиппокамп также участвует в подавлении реакции на стресс, подавляя секрецию в гипоталамусе кортиколиберина.
Серотонинергическая и дофаминергическая системы также участвуют в реакции на стресс.