Концептуально в литературе считается, что стресс имеет негативную коннотацию. Однако стресс является неизбежной реакцией всех млекопитающих для поддержания их гомеостаза.
Различные стрессы серьезно сказываются на здоровье людей и животных, а также на продуктивности и тех и других. Стратегии противодействия стрессу у людей и животных часто основаны на раннем выявлении вызванных стрессом повреждений. Различные индикаторы были идентифицированы как мощные маркеры различных биологических процессов, таких как патогенные или фармакологические реакции, и обозначены как биомаркеры. К ним относятся нормальные физиологические биомаркеры, которые находятся в пределах нормы у здоровых людей.
Однако маркер стресса указывает на то, что человек не находится в физиологическом комфорте, и в его организме работают различные механизмы потребления энергии для поддержания гомеостаза. Физиологические параметры, такие как частота дыхания, частота пульса и внутренняя температура тела, являются наиболее наблюдаемыми маркерами, отражающими экологические, социальные и психологические стрессы . Классические маркеры стресса включают эндокринные изменения, особенно уровни гормонов, таких как кортизол и адреналин. Именно гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось, наряду с вегетативной нервной системой и иммунной системой, становится сенсибилизированной и немедленно реагирует на периферические стрессы посредством общеизвестных биомаркеров стресса, таких как кортизол, альфа-амилаза, провоспалительные цитокины. Расшифровка взаимодействия различных иммунных цитокинов с нейронными цепями стресса имеет решающее значение для определения физиологических и психологических реакций на стресс и прогноза заболевания. Экспериментально доказано, что гипертермия и стрессы в раннем возрасте в мышиной модели приводили к нарушению регуляции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (HPA) оси, искажению экспрессии мРНК гиппокампального глюкокортикоидного рецептора и нарушению нейрогенеза, на что указывает маркер незрелых нейронов даблкортин. Достижения в области протеомных исследований позволили выявить различные потенциальные белки в качестве панели биомаркеров для диагностики и терапии, связанных с иммунитетом, свертыванием крови, управлением окислительным стрессом, энергетическим обменом и т. д.
Различные внутренние и внешние факторы негативно влияют на гомеостатическое равновесие организмов на молекулярном уровне и на всем организме , вызывая так называемое состояние стресса. Стресс влияет на состояние благополучия организма и запускает механизмы потребления энергии для борьбы с последующими неблагоприятными последствиями; таким образом, человек может иметь ослабленный иммунитет, что делает его уязвимым для патогенов. Уровни стресса можно отслеживать с помощью количественного и качественного измерения биомаркеров. Потенциальные маркеры стресса включают маркеры теплового стресса, такие как белки теплового шока (HSP), маркеры врожденного иммунитета, такие как белки острой фазы (APP), маркеры окислительного стресса и химические выделения в слюне и моче. Кроме того, биомаркеры стресса также играют решающую роль в прогнозировании заболеваний и расстройств, связанных со стрессом, и в руководстве по лечению.
В результате вызванных стрессом физиологических и эндокринных изменений неизбежными становятся нарушения соответствующих функциональных (например, клинических показателей), биохимических (например, гормонов), метаболических систем и, следовательно, изменения метаболических биомаркеров (метаболитов, ферментов, гормонов).
Вызванные стрессом реакции настолько взаимосвязаны, что образование одних видов (например, оксидантов, провоспалительных цитокинов) влияет на образование других (например, антиоксидантов, противовоспалительных цитокинов). Это, в свою очередь, влияет на уровни активных форм кислорода (ROS) и медиаторов воспаления. Нарушение этого переплетенного гомеостатического механизма приводит к перестройке защитных механизмов и возникновению стресса различной степени и вида. Это еще больше усугубляет ответный каскад, активирующий геномный и протеомный ответ, экспрессирующий гены, транслирующие интересующие белки.
Все эти метаболические, окислительные, воспалительные, геномные или протеомные изменения в конечном итоге служат биомаркерами стресса. Среди различных форм стрессов эндогенно-окислительный и воспалительный стрессы являются основными генераторами различных биомаркеров, которые соответствуют изменениям в различных клеточных системах, которые они представляют.