La mélatonine est une molécule polyvalente, synthétisée non seulement dans la glande pinéale, mais aussi dans de nombreux autres organes. La mélatonine joue un rôle physiologique important dans la régulation du sommeil et du rythme circadien, l’immunorégulation, les fonctions antioxydantes et de protection des mitochondries, le contrôle de la reproduction et la régulation de l’humeur.
La mélatonine a également été signalée comme efficace dans la lutte contre diverses infections bactériennes et virales. La mélatonine est un agent anti-inflammatoire efficace dans divers modèles animaux d’inflammation et de septicémie, et son action anti-inflammatoire a été attribuée à l’inhibition de l’oxyde nitrique synthase avec une réduction conséquente de la formation de peroxynitrite, à la stimulation de diverses enzymes antioxydantes contribuant ainsi à renforcer la défense antioxydante, et à des effets protecteurs sur la fonction mitochondriale et à la prévention de l’apoptose. Dans un certain nombre de modèles animaux de choc septique, ainsi que chez les patients atteints de maladie septique, la mélatonine exercerait des effets bénéfiques pour arrêter les dommages cellulaires et la défaillance de plusieurs organes. L’importance de ces actions dans le choc septique et l’utilité potentielle de la mélatonine dans le traitement de la défaillance de plusieurs organes sont discutées.