La melatonina è un metossindolo sintetizzato e secreto principalmente dalla ghiandola pineale di notte in condizioni normali di luce/buio. Il ritmo endogeno di secrezione è generato dai nuclei soprachiasmatici ed è legato al ciclo luce/buio. La luce è in grado di sopprimere o sincronizzare la produzione di melatonina secondo il programma di luce. Il ritmo nycthohemeral di questo ormone può essere valutato mediante misurazioni ripetute della melatonina plasmatica o salivare o della sulfatossimelatonina urinaria, il principale metabolita epatico. La funzione fisiologica primaria della melatonina, la cui secrezione si adatta alla lunghezza della notte, è quella di trasmettere alle strutture corporee le informazioni relative al ciclo giornaliero della luce e del buio. Queste informazioni sono utilizzate per l’organizzazione delle funzioni che rispondono ai cambiamenti del fotoperiodo, come i ritmi stagionali. La ritmicità stagionale delle funzioni fisiologiche nell’uomo legata alla possibile alterazione del messaggio della melatonina rimane, tuttavia, di limitata evidenza nelle aree temperate in condizioni di campo. Inoltre, la secrezione quotidiana di melatonina, che è un segnale biochimico molto robusto della notte, può essere utilizzata per l’organizzazione dei ritmi circadiani. Anche se le funzioni di questo ormone negli esseri umani si basano principalmente su correlazioni tra osservazioni cliniche e la secrezione di melatonina, ci sono alcune prove che la melatonina stabilizza e rafforza l’accoppiamento dei ritmi circadiani, soprattutto della temperatura del nucleo e dei ritmi sonno-veglia. L’organizzazione circadiana di altre funzioni fisiologiche dipende anche dal segnale della melatonina, per esempio le difese immunitarie e antiossidanti, l’emostasi e la regolazione del glucosio. La differenza tra effetti fisiologici e farmacologici della melatonina non è sempre chiara, ma si basa sulla considerazione della dose e non della durata del messaggio ormonale. Si ammette che una dose “fisiologica” fornisce livelli plasmatici di melatonina dello stesso ordine di grandezza di un picco notturno. Poiché il sistema di regolazione della secrezione di melatonina è complesso, seguendo vie centrali e autonome, ci sono molte situazioni fisiopatologiche in cui la secrezione di melatonina può essere disturbata. L’alterazione risultante potrebbe aumentare la predisposizione alla malattia, aumentare la gravità dei sintomi o modificare il corso e l’esito del disturbo. Poiché i recettori della melatonina hanno una distribuzione molto ampia nel corpo, le indicazioni terapeutiche putative di questo composto sono molteplici. Grandi progressi in questo campo potrebbero essere raggiunti sviluppando studi multicentrici in una grande serie di pazienti, al fine di stabilire l’efficacia della melatonina e l’assenza di tossicità a lungo termine.