Zaburzenia depresyjne związane są z nieprawidłowym poziomem serotoniny, lecz naukowcy nadal starają się ustalić, jaki dokładnie mechanizm powoduje niewłaściwą regulację poziomu tej substancji i od jakich czynników zależy.
Serotonina jest jednym z neuroprzekaźników, czyli substancji odpowiedzialnych za przekazywanie informacji od jednego neuronu do drugiego. Jest ona syntetyzowana w komórkach błony śluzowej jelit, neuronach splotu jelitowego oraz neuronach ośrodkowego układu nerwowego. Została ona wykryta w surowicy (serum – stąd nazwa), skąd może być wychwytywana i magazynowana przez płytki krwi.
Aby doszło do procesu przewodzenia, cząsteczki serotoniny zostają uwolnione z końca komórki presynaptycznej do szczeliny synaptycznej. Cząsteczki serotoniny mogą wówczas związać się do białek receptorowych w komórce postsynaptycznej, które powodują zmianę stanu elektrycznego tejże komórki. Tą zmianą może być zarówno wzbudzenie komórki spowodowane wysłaniem sygnału chemicznego lub jej zahamowanie. Nadmiar serotoniny jest wychwytywany przez komórkę presynaptyczną i przetwarzany ponownie. Wychwyt zwrotny, czyli proces usuwania przekaźnika po jego uwolnieniu, determinuje zasięg, czas trwania i obszar aktywacji receptora. Każdy transmiter nieusunięty ze szczeliny hamuje przedostawanie się kolejnych sygnałów.
Spadek poziomu serotoniny może powodować pogorszenie nastroju, przejadanie się, zwiększenie wrażliwości na ból i zaburzenia temperatury ciała.
Leki, które zwalczają depresję, działają poprzez zwiększanie ilości serotoniny dostępnej dla komórek nerwowych w mózgu. Jak pokazuje praktyka – pomimo tego, że poziom serotoniny wzrasta bardzo szybko po podaniu leku to widoczne poprawy w zachowaniu można zaobserwować dopiero po kilku tygodniach.
Serotonina jest tylko jednym z wielu czynników, które mogą odgrywać rolę w depresji. Nowe badania wskazują na inne biologiczne czynniki depresji, w tym podwyższony poziom hormonu stresu, zakłócenia w układzie immunologicznym, nieprawidłowe działanie niektórych części mózgu i złe odżywianie.