El desarrollo del endometrio es un acontecimiento cíclico estrechamente regulado por hormonas y factores de crecimiento para coordinar el ciclo menstrual y, al mismo tiempo, promover un microambiente adecuado para la implantación del embrión durante la «ventana de receptividad». Muchas mujeres experimentan fallos uterinos que dificultan el éxito de la concepción, como engrosamiento del endometrio, endometriosis, defectos de la fase lútea, pólipos endometriales, adenomiosis, infección vírica e incluso cáncer de endometrio; la mayoría de estas alteraciones implican cambios en los componentes endocrinos o daños celulares.

La evidencia emergente ha demostrado que la desregulación del ritmo circadiano seguida de una baja melatonina circulante se asocia con bajas tasas de implantación y dificultades para mantener el embarazo. Dado que la melatonina es una hormona reguladora circadiana que también interviene en el mantenimiento de la homeostasis uterina mediante la regulación de numerosas vías asociadas a la receptividad uterina y la gestación, el éxito de la reproducción femenina puede depender de los niveles y la actividad de la melatonina uterina y placentaria. Teniendo en cuenta que la producción irregular de melatonina materna y placentaria está relacionada con el aborto espontáneo recurrente y las alteraciones maternofetales, la sustitución de melatonina puede ofrecer una excelente oportunidad para restaurar la función fisiológica normal de los tejidos afectados. Al aliviar el daño oxidativo en la placenta, la melatonina favorece la transferencia de nutrientes y mejora la dinámica vascular en la interfase útero-placentaria.

Esta revisión se centra en las principales funciones in vivo e in vitro de la melatonina sobre los procesos fisiológicos uterinos, como la decidualización y la implantación, y también sobre los tejidos feto-maternos, y revisa cómo funciona la melatonina exógena desde un punto de vista mecanicista para preservar la salud del órgano. En esta revisión se hace hincapié en los nuevos conocimientos sobre las posibles vías de señalización por las que la melatonina resiste la preeclampsia y la endometriosis.