La glucosa es un nutriente esencial para todas las células, pero su destino metabólico depende del fenotipo celular. Normalmente, el producto de la glucólisis citosólica, el piruvato, es transportado a las mitocondrias y convertido irreversiblemente en acetil coenzima A por el complejo piruvato deshidrogenasa (PDC).

Sin embargo, en algunas células patológicas, el transporte de piruvato a las mitocondrias está bloqueado debido a la inhibición del PDC por la piruvato deshidrogenasa cinasa. Este metabolismo alterado se conoce como glucólisis aeróbica (efecto Warburg) y es común en tumores sólidos y en otras células patológicas. El cambio de la fosforilación oxidativa mitocondrial a la glucólisis aeróbica proporciona ventajas a las células enfermas debido a la rápida producción de ATP y a la activación de la vía de las pentosas fosfato (PPP), que proporciona los nucleótidos necesarios para el elevado metabolismo celular. Las moléculas, denominadas glucolíticos, inhiben la glucólisis aeróbica y convierten las células a un fenotipo más sano. Los glucolíticos suelen funcionar inhibiendo el factor inducible por hipoxia-1α, lo que provoca la desinhibición de la PDC y permite la conversión intramitocondrial de piruvato en acetil coenzima A.

La melatonina es un glucolítico que convierte las células enfermas en un fenotipo más sano. Aquí proponemos que la función de la melatonina como glucolítico explica sus acciones en la inhibición de una variedad de enfermedades. Así, el denominador común es la acción de la melatonina en el cambio del fenotipo metabólico de las células.