กลุ่มอาการเซโรโทนิน
กรณีเซโรโทนินเป็นพิษจำนวนมากเกิดในคนไข้ที่ทานยารวมที่ช่วยกันเพิ่มระดับเซโรโทนินในไซแนปส์[8] หรืออาจเกิดขึ้นเพราะทานยาขนานเดียวเกินขนาด[22] การใช้ยา Monoamine oxidase inhibitor (MAOI) ร่วมกับสารตั้งต้นของเซโรโทนินที่ทานเป็นอาหารเสริมเช่น L-tryptophan หรือ 5-htp เป็นความเสี่ยงสำคัญต่ออาการที่รุนแรงถึงชีวิต[23] การใช้ยา MAOI ร่วมกับตัวทำการของตัวรับเซโรโทนินแบบ tryptamine ซึ่งมีในพืชบางอย่าง สามารถมีอันตรายคล้ายกับเมื่อใช้ร่วมกับสารตั้งต้น นอกจากนั้น MAOI หลายอย่างยับยั้งเอนไซม์ monoamine oxidase แบบกลับไม่ได้ ซึ่งอาจจะต้องใช้เวลาถึง 4 อาทิตย์ก่อนที่ร่างกายจะผลิตเอนไซม์ใหม่แทนได้[24]
โรคซึมเศร้า
มีสมมติฐานว่า เซโรโทนินควบคุมระบบสารสื่อประสาทอื่น ๆ ดังนั้น ระดับที่ลดลงของเซโรโทนินอาจมีผลให้ระบบเหล่านั้นทำงานอย่างผิดปกติหรืออย่างผิดพลาด[40] ตามสมมติฐานนี้ (เรียกว่า permissive hypothesis) ความซึมเศร้าเกิดขึ้นเมื่อระดับต่ำของเซโรโทนินโปรโหมตนอร์เอพิเนฟริน ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทอีกอย่างหนึ่งให้มีระดับต่ำลง[41] มียาแก้ซึมเศร้าที่เพิ่มระดับของนอร์เอพิเนฟรินโดยตรง เทียบกับอย่างอื่นอีกที่เพิ่มระดับโดพามีน ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทแบบโมโนอะมีนอย่างที่สาม