Nel corso della storia della ricerca sulla melatonina, l’attenzione si è concentrata quasi esclusivamente sulla produzione notturna di melatonina pineale, che spiega il suo ritmo circadiano nel sangue e nel liquido cerebrospinale; questi cicli di melatonina luce/buio guidano le alterazioni fotoperiodiche giornaliere e stagionali nella fisiologia dell’organismo. Poiché la melatonina pineale viene prodotta e secreta principalmente di notte, viene definita l’espressione chimica del buio. L’importanza delle altre fonti di melatonina è stata quasi ignorata. In base alle prove attuali, nei vertebrati esistono almeno quattro fonti di melatonina che contribuiscono al pool di melatonina dell’intero organismo. Queste includono la melatonina prodotta (1) dalla ghiandola pineale; (2) dalle cellule, dai tessuti e dagli organi extrapini; (3) dal microbiota della pelle, della bocca, del naso, del tratto digestivo e della vagina e (4) dalla melatonina presente nella dieta. Queste molteplici fonti di melatonina presentano meccanismi di sintesi regolati in modo differenziato. La luce visibile che colpisce la retina o uno stimolo fisico intenso possono sopprimere i livelli notturni di melatonina pineale; al contrario, ci sono esempi in cui i livelli extrapineali di melatonina aumentano durante l’esercizio fisico intenso alla luce del giorno, che contiene l’intera gamma di radiazioni NIR. L’impatto cumulativo di tutte le cellule che producono un aumento della melatonina extrapineale è sufficiente a elevare le concentrazioni di sudore e potenzialmente, se l’esposizione è prolungata, ad aumentare anche i valori circolanti. Gli aumenti transitori della melatonina sudoripara e plasmatica supportano la premessa che la melatonina extrapineale ha una capacità di produzione che supera di gran lunga quella della ghiandola pineale e che serve a mantenere l’omeostasi intercellulare e a rispondere a rapidi cambiamenti nella densità dei ROS. I potenziali meccanismi di regolazione della luce nel vicino infrarosso (NIR) sulla sintesi di melatonina sono discussi in dettaglio in questa sede. La scoperta di alti livelli di melanopsina nella maggior parte delle cellule adipose e la loro risposta alla luce mettono ulteriormente in discussione le teorie pineal-centriche. Sebbene i processi regolatori relativi alla melatonina derivata dal microbiota siano attualmente sconosciuti, sembra che vi sia una comunicazione tra la melatonina derivata dall’ospite e quella proveniente dal microbiota.