Objective Results from animal and human studies suggest that disregulations of the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis are involved in several behavioral, circulatory, endocrine, and immune disorders with clear-cut gender differences in disease prevalence. The aim of the present study was to investigate sex-specific HPA response patterns with a focus on the contribution of gonadal steroids as possible mediators. Methods A total of 81 healthy adults were investigated in the present study. Twenty men, 19 women in the follicular phase of the menstrual cycle, 21 women in the luteal phase, and 21 women using oral contraceptives (OC) were exposed to a brief psychosocial stress test (Trier Social Stress Test; TSST) and injected with 0.25 mg ACTH1-24 on consecutive days. Basal HPA activity was investigated by repeatedly measuring cortisol levels immediately after awakening, as well as in 30-minute intervals from 9:00 AM to 9:00 PM. Additionally, questionnaires were used to assess psychological state and trait parameters. Results Results show that the TSST induced significant increases in ACTH, salivary-free cortisol, total plasma cortisol, and heart rates, as well as increased wakefulness and reduced calmness in the total group. Significant group differences emerged for ACTH and salivary-free cortisol stress responses: Although men showed higher ACTH responses to the TSST compared with each of the three groups of women, salivary cortisol responses showed the following response pattern: Luteal = Men > Follicular = OC. The salivary cortisol responses to ACTH1-24 showed a similar response pattern: Luteal > Men > Follicular > OC. In contrast, total blood cortisol levels did not reveal any group difference between sexes or follicular versus luteal phase in either test. Although a similar salivary-free cortisol increase after awakening was found in the four groups, the circadian cortisol profile was significantly different throughout the first 4 hours of sampling. Questionnaire-derived psychological variables, as measured in the present study, could not explain the observed results. Conclusions We conclude that gender, menstrual cycle phase, and OC use exert important effects on HPA responsiveness to psychosocial stress in healthy subjects. Although men seem to have a stronger hypothalamic drive in response to stressful stimulation than women, differences in salivary-free cortisol levels, at least in part, may be explained by estradiol-induced changes in corticosteroid-binding protein levels. ACTH and cortisol secretion is not affected by OC use per se but the amount of bioavailable unbound cortisol ("free") is greatly reduced in this group of women after stimulation. Inasmuch as none of these differences between the study groups emerged in total blood cortisol levels, we strongly advocate for the simultaneous measurement of free and total cortisol levels in future studies on HPA functioning.

The present study tested the hypothesis that some subjects may not readily show habituation of adrenocortical stress responses to repeated psychological stress.Twenty healthy male subjects were each exposed five times to the same, brief psychosocial stressor (public speaking and mental arithmetic in front of an audience) with one stress session per day. Salivary cortisol levels were assessed as an index of adrenocortical stress responses. For the total group, cortisol levels were significantly elevated on each of the 5 days. The mean response decreased from day 1 to day 2; however, no further attenuation could be observed on the remaining days. Cluster analysis revealed two groups of subjects who showed completely different response kinetics. In the first group (N = 13), termed "low responders," cortisol levels were elevated on day 1 only. Day 2 to 5 cortisol levels were unaltered. In contrast, subjects in the second group ("high responders") displayed large increases to each of the five experimental treatments. This group had no significant response decrement from day 1 to day 2 to 4 and only a marginal response difference between day 1 and day 5. Discriminant analysis revealed that a combination of five personality scales plus the scores on a symptoms checklist significantly discriminated between high and low responders. With this discriminant function, all 20 subjects were correctly classified to the two groups. These results are discussed with a focus on the possible impact of adrenocortical response types on health and disease.

There is evidence showing that HPA axis responses to pharmacological provocation depend on time of day with larger cortisol responses in the afternoon and evening compared to the morning hours. However, it is still unknown whether HPA axis responses to psychological stress are affected by time of day and whether they can be assessed with equal reliability in the morning and afternoon, respectively. The present reanalysis is based on five independent studies conducted in the same laboratory by Kirschbaum et al., 1999, Kudielka et al., 1998, Kudielka et al., 1999, Kudielka et al., 2000 and Schommer et al. (2003). All subjects were confronted with the Trier Social Stress Test (TSST) either in the morning or in the afternoon. The total sample consisted of 180 adults with 115 younger (49 females, 66 males) and 65 older adults (32 females, 33 males). All ANCOVA results controlled for possible age and gender effects. Stress-related free salivary cortisol, total plasma cortisol and ACTH net increases did not differ according to time of day (all p = n.s.). However, as expected pre-stress free salivary and total plasma cortisol levels differed significantly between the morning and afternoon group (both p < 0.005), leading to a significantly higher free cortisol area under the curve (AUC) in the morning (p = 0.02). Taken together, these observations suggest that the adrenal glands may be more sensitive to ACTH in the morning. Additionally, higher basal salivary cortisol levels were related to a lower stress-related net increase in salivary cortisol (p = 0.02), total plasma cortisol (p < 0.0001), and marginally ACTH (p = 0.09). Stress-related heart rate increases did not differ between groups (p = n.s.). The finding that the TSST-induced mood change was differentially affected by time of day requires further exploration. We conclude that comparable HPA axis and heart rate stress responses to psychosocial stress can be measured in the morning and afternoon.

Objective This study investigated endocrine and autonomic stress responses after repeated psychosocial stress. A first goal of the study was to investigate whether peripheral catecholamines and cardiovascular parameters would show similar or different habituation patterns after repeated stress. The second aim was to detect possible subgroups with regard to individual habituation patterns in the hypothalamus-pituitary-adrenal (HPA) axis and monitor their respective sympathetic stress responses. Methods Sixty-five healthy subjects (19–45 years), 38 men and 27 women, were exposed to the Trier Social Stress Test (TSST) three times with a 4-week interval between stress sessions. Adrenocorticotropic hormone (ACTH), plasma cortisol, salivary cortisol, epinephrine, norepinephrine, and heart rates were measures repeatedly before and after each stress exposure. Results All endocrine measures as well as heart rates increased significantly after each of the three stress sessions (F values >16.00, all p values < .01). Although salivary free cortisol, total plasma cortisol, ACTH, and heart rate stress responses showed a significant decrease across the three stress sessions (all F values > 5.8, p < .01), no such decrease could be observed for the levels of norepinephrine and epinephrine. A cluster analysis performed on the salivary free cortisol responses to all three stress sessions revealed two response groups consisting of 30 so-called “high responders” and 35 “low responders.” The high responders also showed larger ACTH and total plasma cortisol responses compared with the low responders (all F values > 10.00, p < .01). No such differences between high and low responders could be observed with regard to catecholamine and heart rate responses. Conclusions From these data we conclude that habituation to psychosocial stress seems to be specific for a given response system. Although HPA responses quickly habituate, the sympathetic nervous system shows rather uniform activation patterns with repeated exposure to psychosocial challenge.