Już w obrębie OUN dochodzi do zmiany metabolizmu neuroprzekaźników, w tym serotoniny i dopaminy. Oba te neuroprzekaźniki w myśli hipotezy serotoninowej i hipotezy katecholaminowej odgrywają istotną rolę w etiologii zaburzeń depresyjnych. Aktywuje się również wydzielanie CRH w jądrze przykomorowym, co w następstwie powoduje zwiększone wydzielanie ACTH i kortyzolu. Zaburzenia osi układ limbiczny-podwzgórze-przysadka-nadnercza, czyli osi stresu, również odgrywają istotną rolę w powstawaniu zaburzeń depresyjnych. Ponadto dochodzi do negatywnych zmian w plastyczności synaptycznej, co ma związek z mniejszą ilością BDNF. Jeśli chodzi o anatomię, pobudzeniu ulega grzbietowa przednia kora obręczy (związana z czujnością, pobudzeniem, niepokojem) oraz jądra podstawne (powodujące z kolei uczucie zmęczenia, izolowanie się, spowolnienie ruchów). W przekaźnictwie wewnątrzkomórkowym rolę w procesie tworzenia objawów depresyjnych odgrywa już na samym początku, na etapie rozpoznania patogenu, czynnik NFκB.