Όταν το σώμα βιώνει άγχος, ενεργοποιεί μια πολύπλοκη σειρά αλληλεπιδράσεων μεταξύ του νευρικού συστήματος και του ενδοκρινικού συστήματος, το οποίο ρυθμίζει τις ορμόνες. Το νευρικό σύστημα ανιχνεύει και ερμηνεύει γεγονότα και εάν γίνει αντιληπτό το άγχος, το ενδοκρινικό σύστημα ειδοποιείται ενώ το συμπαθητικό νευρικό σύστημα ενεργοποιείται. Η χημική σηματοδότηση από ορμόνες ξεκινά από μια μικροσκοπική δομή στον εγκέφαλο, τον υποθάλαμο. Χρησιμοποιώντας την ηλεκτρική σηματοδότηση του νευρικού συστήματος, ο υποθάλαμος ενεργοποιεί την απελευθέρωση ορμονών από τους ενδοκρινείς αδένες. Ο καρδιακός ρυθμός, η αναπνοή, η πέψη και μια σειρά από άλλες μεταβολικές διαδικασίες επηρεάζονται από τις περίπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ ορμονών, στρες και νευρικού συστήματος.
Το κεντρικό νευρικό σύστημα, που αποτελείται από τον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό, στέλνει και λαμβάνει γρήγορα ηλεκτρικά σήματα μέσω νευρώνων που λειτουργούν σαν διαδρομές μηνυμάτων. Τα σήματα από το περιφερικό νευρικό σύστημα μεταφέρονται στον εγκέφαλο για ερμηνεία. Ο εγκέφαλος ανταποκρίνεται στέλνοντας ηλεκτρικά μηνύματα που ωθούν τους μυς να δράσουν. Εκτός από τον έλεγχο της κίνησης, ο εγκέφαλος αισθάνεται συναισθηματικό, σωματικό ή ψυχικό στρες και δίνει σήμα στο ενδοκρινικό σύστημα να απελευθερώσει τις κατάλληλες ορμόνες ως απάντηση στην έκτακτη ανάγκη. Οι αντιδράσεις του νευρικού συστήματος στο στρες λειτουργούν κανονικά για να προστατεύσουν τους ανθρώπους από βλάβες, αλλά το χρόνιο στρες κατακλύζει το σύστημα.
Για να αντιμετωπίσει το άγχος, το συμπαθητικό νευρικό σύστημα ενεργοποιεί την ανταπόκριση στον αγώνα ή την πτήση – η οποία προκαλεί μια αύξηση της αδρεναλίνης, αυξημένους καρδιακούς και αναπνευστικούς ρυθμούς, αυξημένη αρτηριακή πίεση και επιβραδυνόμενη πέψη. Αυτό ωθεί το σώμα να δράσει γρήγορα σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Οι στενοί δεσμοί μεταξύ του στρες και του νευρικού συστήματος μπορούν να προκαλέσουν προβλήματα όταν το άγχος είναι χρόνιο και η απάντηση έκτακτης ανάγκης κολλάει στη θέση “on”. Άγχος, προβλήματα ύπνου και βλάβες στην καρδιά μπορεί να προκύψουν εάν το στρες είναι υπερβολικό. Το χρόνιο στρες εμποδίζει το παρασυμπαθητικό νευρικό σύστημα να επιστρέψει το σώμα σε μια ισορροπημένη, χαλαρή κατάσταση.
Το άγχος προκαλεί το ενδοκρινικό σύστημα να απελευθερώνει ορμόνες που έχουν γρήγορες και ευρείες επιδράσεις σε όλο το σώμα. Η λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος είναι καταθλιπτική και η επούλωση και η επιδιόρθωση των ιστών επιβραδύνεται, ενώ η ενεργοποίηση του συμπαθητικού νευρικού συστήματος αυξάνει το άγχος που αισθάνεται το σώμα. Μπορεί να αναπτυχθούν συναισθηματικά ζητήματα, συμπεριλαμβανομένου του άγχους και της κατάθλιψης. Η πεπτική λειτουργία είναι εξασθενημένη και μπορεί να εμφανιστούν ασθένειες που σχετίζονται με το άγχος, όπως χρόνια δυσπεψία ή σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου. Οι ιατροί συμβουλεύουν τους ανθρώπους να μάθουν πώς να διαχειρίζονται το άγχος για να βοηθήσουν στον έλεγχο των πιθανών προβλημάτων με το χρόνιο στρες και την ανταπόκριση του νευρικού συστήματος.