Trong lĩnh vực khoa học, y học luôn không ngừng phát triển và bổ sung nhiều điều mới, trong đó có thuốc. Trong quá trình sử dụng người ta đã phát hiện được những tác dụng mới của nhiều loại thuốc, trong đó có melatonin giúp cho công tác trị liệu ngày càng đa dạng, hiệu quả.
Năm 1958, Aaron B.Lerner phát hiện ra melatonin tiết ra từ tuyến yên có công thức cấu tạo phân tử C13H16N2O2. Nhưng ngay từ năm 1917, Marcod đã thấy nó trong các loài lưỡng cư, bò sát. Ở người, trên võng mạc, các tế bào “liên quan đến hình ảnh” có dạng hình que và hình nón, có lượng lớn (98%), trong khi các tế bào “liên quan đến sáng – tối” có hình dạng khác hẳn, số lượng nhỏ (2%). Tuy nhiên, chúng rất nhạy cảm với sắc tố nhuộm màu ánh sáng – vitamin A – có bước sóng 484nm, ứng với màu xanh lam.
Tuyến yên nhận thông tin về “sáng – tối” từ võng mạc, sản xuất ra melatonin, dưới ảnh hưởng của các hạt nhân giao thoa chéo SCN (suprachiasmatic) của vùng hypothalamus, tạo ra “chu kỳ thức – ngủ”, đồng thời tạo ra “tín hiệu thần kinh – nội tiết” quy định nhịp “sáng – tối”. Sự thay đổi thời gian sản xuất melatonin trong cơ thể giống như chiếc “đồng hồ báo mùa”, tạo nên “tín hiệu sinh học” cho các tổ chức theo độ dài ngày của chu kỳ sáng. Lúc đầu, người ta cho “chu kỳ thức – ngủ” này chỉ diễn ra một ngày một lần, mặc định.
Song sau này, người ta còn biết thêm các “tín hiện thần kinh nội tiết” do melatonin tạo ra liên quan đến hầu hết các thành phần hướng nội tiết và hormon trong cả ngày (như sự thay đổi thân nhiệt), melatonin không chỉ tiết ra bởi tuyến yến mà còn được sinh tổng hợp bởi võng mạc, đường tiêu hóa và các bộ phận khác. Đặc biệt là cơ quan sinh tổng hợp melatonin lớn nhất lại là da. Cơ chế tổng hợp được xác định thông qua việc tìm thấy nó và các sản phẩm trung gian tại da. Sự tổng hợp này đều đi từ amino-acid tryptophan, thông qua sự tổng hợp serotonin với sự tham gia của hai enzym đặc hiệu (N-acetyltransferase và 5 hydroxyindole-O methyl transferase).
Đặc biệt gần đây, melatonin không chỉ có vai trò trong “chu kỳ thức – ngủ”, mà còn có các vai trò sinh học khác như:Melatonin cũng được sản xuất bởi một loạt các tế bào ngoại vi như tủy xương, bạch huyết, biểu mô. Điều khó hiểu là nơi xuất phát của chúng lại quyết định tính năng. Melatonin sinh ra từ tuyến yên có vai trò của một hormon. Melatonin sinh ra từ võng mạc, đường tiêu hóa lại hoạt động như chất hướng nội tiết. Melatonin sinh ra từ các loại tế bào tủy xương, bạch huyết, biểu mô tuy có nồng độ cao trong máu nhưng dường như không liên quan gì đến “chu kỳ thức – ngủ”.
Khả năng chống ôxy hóa đặc biệt: Năm 1993, người ta đã phát hiện ra melatonin đi qua được màng tế bào hàng rào máu – não và là một chất ôxy hóa mạnh. Lộ trình ban đầu của quá trình chống ôxy hóa là tạo ra chất AFMK (N-(1)-acetyl-N (2)-formyl-5-methoxykynuramine). Một phân tử AFMK có thể trung hòa đến 10 R-OS (loại phản ứng ôxy) và R-NO (loại phản ứng nitơ). Quá trình này sinh ra các chất trung gian, kể cả chất trung gian của chính melatonin. Kế đó, melatonin lại tiếp tục chống ôxy hóa các sản phẩm trung gian ấy cho đến chất ổn định cuối cùng. Điều này cũng có nghĩa là melatonin chống ôxy hóa cho cả chính mình. Đây là quá trình chống ôxy hóa ưu việt chỉ có ở melatonin, khác với bất cứ chất chống ôxy hóa truyền thống nào.
Tăng cường hệ miễn dịch: Melatonin tác động lên thụ thể có ái lực cao MT1 và MT2, thể hiện ở các tế bào có chức năng miễn dịch. Trong các nghiên cứu tiền lâm sàng, melatonin làm tăng sự sản xuất cytocin và bằng cách này chống lại sự suy giảm miễn dịch. Dùng melatonin có lợi trong chống nhiễm khuẩn, nhiễm virut bao gồm cả HIV. Melatonin sinh ra từ tế bào bạch cầu lympho liên quan đến interleusin 2 (IL-2), làm tăng sự sinh sản vô tính của kháng nguyên kích thích T-lymphocyte. Ngược lại, sự gia tăng miễn dịch lại có thể làm tăng nặng những bệnh rối loạn tự miễn (như viêm đa khớp dạng thấp).
Ngăn ngừa làm chậm sự phát triển ung thư: Nhờ cơ chế chống ôxy hóa mà trong thử nghiệm ở chuột thấy melatonin làm giảm sự hư hại DNA, ngăn chặn làm chậm sự phát triển ung thư. Trong nghiên cứu (không mù đôi) trên 643 người ung thư, thấy melatonin làm giảm tỷ lệ tử vong. Điều đó chỉ ra rằng, nữ khi ngủ trong phòng có ánh sáng có thể tăng nguy cơ ung thư vú và cũng như vậy, người lao động về đêm sẽ có nguy cơ bị tăng tỷ lệ ung thư.
Thử nghiệm trên chuột cũng cho thấy, melatonin làm giảm các tổn thương não (do sự ôxy hóa gây ra) do thiếu máu cục bộ não và tim. Hoạt động chống ôxy hóa của melatonin cũng làm giảm bớt thiệt hại gây ra bởi bệnh Parkinson, ngăn ngừa loạn nhịp tim, góp phần tăng tuổi thọ. Nghiên cứu trên chuột thấy melatonin làm tăng khoảng 20% tuổi thọ trung bình.
Ảnh hưởng đến khả năng sinh sản: Một nghiên cứu tại Italia cho thấy, việc bổ sung melatonin vào buổi tối cho phụ nữ tiền mãn kinh có cải thiện chức năng tuyến giáp, phục hồi sinh sản, kinh nguyệt, phòng ngừa trầm cảm tuổi tiền mãn kinh. Ngược lại, người có thai khi bổ sung melatonin (vào buổi tối, liều 3mg) lại làm tăng prolactin. Melatonin cũng làm giảm các mức FSH. Thay đổi homon ở nữ θlại có thể dẫn tới giảm sinh sản,…
