Le rythme circadien de la sécrétion de mélatonine pinéale, qui est contrôlé par le noyau suprachiasmatique (NSC), reflète les mécanismes impliqués dans le contrôle du cycle veille-sommeil. La mélatonine peut influencer les actions de promotion du sommeil et de régulation du rythme veille-sommeil par l’activation spécifique des récepteurs MT(1) (mélatonine 1a) et MT(2) (mélatonine 1b), les deux principaux sous-types de récepteurs de la mélatonine présents chez les mammifères.
Ces deux récepteurs sont fortement concentrés dans le SCN. Chez les animaux diurnes, la mélatonine exogène induit le sommeil sur une large gamme de doses. Chez l’homme en bonne santé, la mélatonine induit également le sommeil, bien que son efficacité hypnotique maximale, comme le montrent les études sur le moment de l’administration de la dose, soit influencée par la phase circadienne. Chez les jeunes et les personnes âgées souffrant d’insomnie primaire, les taux plasmatiques nocturnes de mélatonine tendent à être inférieurs à ceux des témoins sains. Certaines données indiquent que, chez les personnes concernées, le traitement à la mélatonine peut être bénéfique pour améliorer les symptômes de l’insomnie.
La mélatonine a été utilisée avec succès pour traiter l’insomnie chez les enfants souffrant de troubles déficitaires de l’attention avec hyperactivité ou d’autisme, ainsi que dans d’autres troubles neurodéveloppementaux dans lesquels des troubles du sommeil sont couramment signalés. Dans les troubles du sommeil liés au rythme circadien, tels que le syndrome de retard de phase du sommeil, la mélatonine peut avancer de manière significative la phase du rythme veille-sommeil.
De même, chez les travailleurs postés ou les personnes souffrant de décalage horaire, la mélatonine est bénéfique pour favoriser l’adaptation aux horaires de travail et améliorer la qualité du sommeil. Les propriétés hypnotiques et régulatrices du rythme de la mélatonine et de ses agonistes (ramelteon, agomelatine) en font un complément important à l’arsenal des médicaments destinés à traiter l’insomnie primaire et secondaire et les troubles du rythme circadien du sommeil.