Kiedy organizm doświadcza stresu, uruchamia złożoną serię interakcji między układem nerwowym a układem hormonalnym, który reguluje hormony. Układ nerwowy wyczuwa i interpretuje zdarzenia, a jeśli odczuwany jest stres, układ hormonalny zostaje zaalarmowany, podczas gdy współczulny układ nerwowy jest aktywowany. Sygnalizacja chemiczna przez hormony jest inicjowana przez maleńką strukturę w mózgu, podwzgórze. Wykorzystując sygnalizację elektryczną układu nerwowego, podwzgórze wyzwala uwalnianie hormonów przez gruczoły dokrewne. Na tętno, oddychanie, trawienie i wiele innych procesów metabolicznych wpływają skomplikowane interakcje między hormonami, stresem i układem nerwowym.
Centralny układ nerwowy, składający się z mózgu i rdzenia kręgowego, szybko wysyła i odbiera sygnały elektryczne za pośrednictwem neuronów, które działają jak szlaki komunikacyjne. Sygnały z obwodowego układu nerwowego są transportowane do mózgu w celu interpretacji. Mózg reaguje wysyłając sygnały elektryczne, które pobudzają mięśnie do działania. Oprócz kontrolowania ruchu, mózg wyczuwa stres emocjonalny, fizyczny lub psychiczny i sygnalizuje układowi hormonalnemu uwalnianie odpowiednich hormonów w odpowiedzi na postrzegany stan zagrożenia. Reakcje układu nerwowego na stres normalnie działają, aby chronić ludzi przed krzywdą, ale chroniczny stres przytłacza system.
Aby poradzić sobie ze stresem, współczulny układ nerwowy aktywuje reakcję „walcz lub uciekaj”, co powoduje wzrost adrenaliny, przyspieszenie akcji serca i oddechu, podwyższone ciśnienie krwi i spowolnienie trawienia. To przygotowuje organizm do szybkiego działania w sytuacjach awaryjnych. Ścisłe powiązania między stresem a układem nerwowym mogą powodować problemy, gdy stres jest przewlekły, a reakcja awaryjna utknie w pozycji „włączonej”. W przypadku nadmiernego stresu mogą wystąpić lęki, problemy ze snem i uszkodzenie serca. Przewlekły stres uniemożliwia przywspółczulnemu układowi nerwowemu przywrócenie organizmu do zrównoważonego, zrelaksowanego stanu.
Stres powoduje, że układ hormonalny uwalnia hormony, które mają szybkie i szeroko zakrojone działanie w całym ciele. Funkcjonowanie układu odpornościowego jest osłabione, a gojenie i naprawa tkanek spowalnia, podczas gdy aktywacja współczulnego układu nerwowego zwiększa odczuwany przez organizm stres. Mogą rozwinąć się problemy emocjonalne, w tym lęk i depresja. Funkcje trawienne są upośledzone i mogą pojawić się choroby związane ze stresem, takie jak przewlekła niestrawność lub zespół jelita drażliwego. Specjaliści medyczni radzą, aby ludzie nauczyli się radzić sobie ze stresem, aby pomóc kontrolować potencjalne problemy z przewlekłym stresem i reakcją układu nerwowego.