Melatonin ist zwar für die zirkadiane Regulation des Schlafes notwendig, die zugrunde liegenden Mechanismen dieser Wirkung von Melatonin sind jedoch noch unklar. In der vorliegenden Studie konnten wir nachweisen, dass Melatonin die Aktivität GABAerger Neuronen im lateralen Hypothalamus supprimiert.
Dies spielt Berichten zufolge eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung des Wachheitszustands. Die inhibierende Wirkung von Melatonin wurde durch die Aktivierung von Melatonin-1-Rezeptoren vermittelt und war von der Hemmung hyperpolarisationsaktivierter zyklischer nukleotidgesteuerter (HCN) Ionenkanäle abhängig. Auf Verhaltensebene führte die Infusion von Melatonin in den lateralen Hypothalamus zu einer signifikanten Abnahme der lokomotorischen und exploratorischen Aktivitäten und zu einer verlängerten Immobilität im offenen Feld. Darüber hinaus stellten wir anhand von Elektroenzephalogrammen (EEG) und Elektromyogrammen (EMG) fest, dass die Infusion von Melatonin in den lateralen Hypothalamus die Zeit im Wachzustand verringerte und die Schlafdauer erhöhte. Insgesamt deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass Melatonin GABAerge Neuronen im lateralen Hypothalamus über eine Melatonin-1-Rezeptor-abhängige Hemmung der HCN-Kanäle inhibiert, was mit einem verminderten Wachheitszustand einhergeht. Diese Ergebnisse verweisen auf einen neuen Mechanismus, der der schlaffördernden Wirkung des Melatonins zugrunde liegt.