Melatonin ist ein Neurohormon, das in der Zirbeldrüse gebildet wird und den Schlaf sowie die circadianen Funktionen reguliert. Melatonin reguliert daneben auch Entzündungs- und Immunprozesse, indem es diese Reaktionen aktiviert bzw. hemmt.

Melatonin hat in Bezug auf Leukozyten eine endokrine, aber auch parakrine und autokrine Wirkung. Einerseits reagieren Leukozyten auf Melatonin gemäß einer circadianen Rhythmik, andererseits sind Leukozyten auch selbst zur Synthese von Melatonin befähigt.
Aufgrund seiner endokrinen und parakrinen Wirkungsweise moduliert Melatonin proinflammatorische Enzyme auf unterschiedliche Weise, steuert die Produktion von Entzündungsmediatoren wie z. B. Zytokinen und Leukotrienen und reguliert die Lebensdauer von Leukozyten durch den Eingriff in apoptotische Prozesse. Außerdem ist es aufgrund seiner starken antioxidativen Eigenschaften ein Radikalfänger und wirkt so als Schutzschild bei oxidativem Stress in entzündetem Gewebe.

Der interessante zeitliche Ablauf von pro- und antiinflammatorischen Effekten, wie z. B. jener, die auf die Lipoxygenase-Aktivität einwirken, lässt darauf schließen, dass Melatonin möglicherweise einerseits frühe Phasen einer Entzündung begünstigt und andererseits dazu beiträgt, diese zu lindern, um die Komplikationen einer chronischen Entzündung zu verhindern. Mit diesem Bericht soll ein umfassender Überblick über die verschiedenen Entzündungspfade, die dieses pleiotrope Hormon steuert, vermittelt werden.