La mélatonine (N-acétyl-5-méthoxytryptamine) s’est révélée être une molécule omniprésente et fonctionnellement diversifiée. Les mécanismes qui contrôlent sa synthèse dans la glande pinéale ont été bien caractérisés et les processus de l’horloge rétinienne et biologique qui modulent la production circadienne de mélatonine dans la glande pinéale sont en train d’être rapidement élucidés.
La mélatonine se caractérise par la diversité des mécanismes qu’elle utilise pour moduler la physiologie et la biologie moléculaire des cellules. Si nombre de ces actions sont médiées par des récepteurs de la mélatonine bien caractérisés, couplés à des protéines G dans les membranes cellulaires, d’autres actions de l’indole semblent impliquer son interaction avec des récepteurs nucléaires orphelins et avec des molécules, par exemple la calmoduline, dans le cytosol. En outre, en vertu de sa capacité à détoxifier les radicaux libres et les dérivés de l’oxygène, la mélatonine influence la physiologie moléculaire des cellules par des moyens indépendants des récepteurs. Ces processus d’une rare complexité font qu’il est souvent difficile de déterminer précisément comment la mélatonine fonctionne pour exercer ses actions évidentes. Il est toutefois évident que les actions de la mélatonine contribuent à l’amélioration de la physiologie cellulaire et de l’organisme. Compte tenu de cela et de sa quasi-absence de toxicité, la mélatonine pourrait bien trouver des applications en médecine humaine et vétérinaire.