Aivoja, hermostoa ja psykologisia tai mielialahäiriöitä koskeva tutkimus on antanut tietoa välittäjäaineista ja niiden vaikutuksista. Nämä lähettimet ovat endogeeninen kemikaali, mikä tarkoittaa, että ne on valmistettu kehon sisällä. On olemassa monia välittäjäaineita, jotka ovat eri solujen valmistamia, mutta on kolme välittäjäainetta, joiden tiedetään vaikuttavan henkisiin toimintoihin: dopamiini, noradrenaliini ja serotoniini. Jokainen näistä kemikaaleista vaikuttaa masennukseen eri tavoilla, joko yksin tai yhdessä, ja sillä on rooli mielialan, nautinnon ja unen säätelyssä.
Neurotransmitterit ovat viestikemikaaleja. Niiden päätehtävänä on kuljettaa viestejä solujen välillä. Neurotransmitterit kulkevat yhdestä neuronista synapsia pitkin ja viereisen neuronin reseptoriin. Kehossa on erityyppisiä soluja, ja jokainen solutyyppi tuottaa erilaisia välittäjäaineita. Yhteys neurotransmitterien rooliin masennuksessa on löydetty tutkimusten kautta.
Dopamiini on yksi mahdollinen tekijä neurotransmitterien roolissa masennuksessa. Tämä välittäjäaine vaikuttaa mielialaan ja nautintoon. Dopamiinipitoisuuden nousu johtaa pitkäaikaiseen altistumiseen. Tutkimukset ovat osoittaneet, että aivojen reseptorit aiheuttivat säätelyproteiinien inaktiivisuuden, mikä johti masentuneeseen tilaan, kun henkilö altistuu stressille. Dopamiinipitoisuuden lasku voi myös aiheuttaa masennusta.
Toinen tunnettu tekijä neurotransmitterien roolissa masennuksessa on norepinefriini. Tämä välittäjäaine säätelee stressivastetta. Vaikka alhaiset noradrenaliinipitoisuudet voivat aiheuttaa masennusta, kaikilla masennuksesta kärsivillä ihmisillä ei ole alhaisia pitoisuuksia. Joillakin ihmisillä on noradrenaliinin väheneminen, mutta ei tarpeeksi johtamaan masennukseen. Näissä tapauksissa serotoniini vaikuttaa noradrenaliinipitoisuuksiin.
Toisena vaikutuksena välittäjäaineiden rooliin masennuksessa serotoniini voi edistää masennusta kahdella tavalla. Serotoniinipitoisuuden lasku voi yksinään aiheuttaa vakavan masennuksen. Joissakin tapauksissa itsemurha -taipumuksia on aiheuttanut serotoniinipitoisuuden lasku. Serotoniini voi myös vaikuttaa noradrenaliinipitoisuuksiin. Joillakin potilailla serotoniinin lasku aiheuttaa myös noradrenaliinipitoisuuden laskua.
Neurotransmitterien oletetaan yleensä luottavan toisiinsa kehon tasapainon ylläpitämiseksi. Valitettavasti yhden välittäjäaineen ongelmalla voi olla suuri rooli välittäjäaineissa masennustapauksissa. Tapahtuu ketjureaktio. Monille masennuksesta kärsiville ihmisille useat välittäjäaineet aiheuttavat oireita. Tutkimuksen tuloksena lääkärit tietävät nyt, miksi jotkut ihmiset eivät reagoi lääkkeisiin, jotka kohdistuvat vain yhteen välittäjäaineeseen.