Os sistemas biológicos que promovem tais adaptações incluem o eixo hipotalâmico-pituitário-adrenal, o sistema nervoso autônomo, o sistema metabólico, o intestino, os rins, e o sistema imunológico (incluindo a rede de células produtoras de citocinas por todo o corpo). Os principais biomediadores desses sistemas (p.ex., cortisol, transmissores simpáticos e parassimpáticos, citocinas, hormônios metabólicos), operam dentro de uma rede interativa dinâmica, não-linear, em que os mediadores regulam crescentemente-decrescentemente uns aos outros, dependendo de fatores tais como a sua concentração, localização no corpo, e padrões temporais sequenciais. É importante ressaltar que as atividades desses sistemas e mediadores são influenciadas pela composição genética, histórico do desenvolvimento, e estados comportamentais e psicológicos atuais do indivíduo.
Os ajustes dos sistemas biológicos acima referidos permitem, assim, a proteção e adaptação do indivíduo a desafios específicos por um processo chamado alostase. Enquanto vários parâmetros fisiológicos, tais como o oxigênio e pH sanguíneo, são mantidos em uma variação homeostática estreita, muitos outros parâmetros variam na sua funcionalidade com a hora do dia e em resposta às exigências externas e internas. Mediadores dinâmicos de alostase expressando variabilidade acentuada facilitam, portanto, a adaptação, ao passo que os parâmetros associados com a homeostase não expressam variabilidade comparável como meio de promoção de adaptação. Alostase é essencial para a manutenção da homeostase em face de demandas externas e internas que são registradas pelo cérebro.