Tout au long de l’histoire de la recherche sur la mélatonine, l’accent a été mis presque exclusivement sur la production nocturne de mélatonine pinéale, qui explique son rythme circadien dans le sang et le liquide céphalo-rachidien ; ces cycles lumière/obscurité de la mélatonine sont à l’origine des altérations photopériodiques quotidiennes et saisonnières de la physiologie de l’organisme. La mélatonine pinéale étant produite et sécrétée principalement la nuit, elle est considérée comme l’expression chimique de l’obscurité. L’importance des autres sources de mélatonine a presque été ignorée. D’après les données actuelles, il existe au moins quatre sources de mélatonine chez les vertébrés qui contribuent au pool de mélatonine de l’organisme entier. Il s’agit de la mélatonine produite par (1) la glande pinéale, (2) les cellules, tissus et organes extra-péniens, (3) le microbiote de la peau, de la bouche, du nez, du tube digestif et du vagin, ainsi que (4) la mélatonine présente dans l’alimentation. Ces multiples sources de mélatonine présentent des mécanismes de synthèse régulés de manière différentielle. La lumière visible qui frappe la rétine ou un stimulus physique intense peut supprimer les niveaux de mélatonine pinéale nocturne ; en revanche, il existe des exemples où les niveaux de mélatonine extrapinéale sont augmentés lors d’un exercice intense à la lumière du jour, qui contient toute la gamme des rayonnements infrarouges non ionisants (NIR). L’impact cumulé de toutes les cellules produisant une augmentation de la mélatonine extrapinéale est suffisant pour élever les concentrations dans la sueur et potentiellement, si l’exposition est soutenue, pour augmenter également les valeurs circulantes. Les augmentations transitoires de la mélatonine dans la sueur et le plasma soutiennent l’hypothèse que la mélatonine extrapinéale a une capacité de production qui dépasse de loin ce qui peut être produit par la glande pinéale, et qu’elle est utilisée pour maintenir l’homéostasie intercellulaire et répondre aux changements rapides de la densité des ROS. Les mécanismes de régulation potentiels de la lumière proche infrarouge (NIR) sur la synthèse de la mélatonine sont examinés en détail dans le présent document. La découverte de niveaux élevés de mélanopsine dans la plupart des cellules adipeuses et leur réponse à la lumière remettent en question les théories centrées sur la pinéale. Bien que les processus de régulation liés à la mélatonine dérivée du microbiote soient actuellement inconnus, il semble qu’il y ait une interaction entre la mélatonine dérivée de l’hôte et celle provenant du microbiote.
