Inson organizmida melatonin triptofanaminokislotasidan sintezlanadi. Triptofan neyromediator (nerv signallarini uzatuvchi modda) — serotoninsintezida ishtirok etadi. Serotonin esa o‘z navbatida N-atsetiltransferaza fermenti ta’sirida melatoninga aylanadi. Melatonin serotoninning indol hosilasi bo‘lib, N-atsetiltransferaza va gidroksiindol-O-metiltransferaza fermentlari yordamida sintezlanadi.

Tayoqcha va kolbachalardan ganglion hujayralar orqali, shuningdek, bevosita yorug‘likka sezgir ganglion hujayralar^[inglizcha] (melanopsinli hujayralar)dan keladigan yorug‘lik haqidagi ma’lumot juft supraxiazmatik yadro (SXY)ga, ya’ni gipotalamusdagi tuzilmaga uzatiladi. Keyin bu signallar orqa miyaning bo‘yin qismiga yetib boradi, u yerdan yana bosh miyaga qaytib, epifizga yetadi. Qorong‘ida uxlayotganda, SXYdagi aksariyat neyronlar faol bo‘lmagan paytda nerv uchlari noradrenalinajratadi. U pinealotsitlarda melatonin sintezini faollashtiradi. Yorqin yorug‘lik sintezni to‘xtatadi, doimiy qorong‘ilikda esa SXYning davriy faolligi tufayli ishlab chiqarish ritmi saqlanadi.

Inson qon zardobida melatonin konsentratsiyasi odatiy uyqu vaqtiga taxminan 2 soat qolganda (yorqin yorug‘lik bo‘lmasa) ko‘tarila boshlaydi. Eng yuqori konsentratsiya tabiiy kecha-kunduz siklining qorong‘i bosqichida (odatda yarim tundan soat 5 gacha, mahalliy quyosh vaqtibo‘yicha) yoki sun’iy yaratilgan yorug‘lik almashinuvi siklining qorong‘i bosqichida kuzatiladi^:13. Konsentratsiya cho‘qqisi ko‘pincha tungi soat 2—3 da kuzatiladi.^:260:14.

Konsentratsiya cho‘qqisining vaqti xronotipga qarab siljishi kuzatilgan. Ovqatlanish tartibi, uyqu va uyg‘oqlikning qat’iy rejimi, jismoniy mashqlar hamda boshqa ijtimoiy omillar ham bu siljishga ma’lum darajada ta’sir qilishi mumkin.^{[manba 701 kundan beri ko‘rsatilmagan]} Eng muhim omil ertalabki yorug‘lik ta’siri bo‘lib, u melatonin ajralishi va tana haroratisirkadiyalik ritmlarining fazasini oldinga suradi. Shu bilan birga, uxlash vaqtini o‘zgartirish melatonin sekretsiyasi ritmi fazasiga kam ta’sir qiladi. Masalan, tadqiqotlar (2009) ertalab kunduzgi yorug‘likka duch kelmagan (darslar erta boshlangani sababli) o‘rta maktab o‘quvchilarida melatonin ishlab chiqarilishining kechki ko‘tarilishi sutkaning kechroq vaqtiga siljishini ko‘rsatgan.

Katta yoshli inson organizmida bir sutkada taxminan 30 mkg melatonin sintezlanadi; uning qondagi tungi konsentratsiyasi kunduzgidan o‘nlab baravar yuqori. Odatdagi kun tartibida (kechasi uxlaganda) melatoninning kunlik ishlab chiqarilishining taxminan 70 % i tungi soatlarga to‘g‘ri keladi. Klinik sharoitlarda uyqudan mahrum bo‘lish kechasi melatonin ishlab chiqarilishining sutkalik ritmini buzishi aniqlangan: tungi ishlab chiqarilish kamayib, kunduzgi darajaga yaqinlashadi.^:22—25.

Elektr yoritish kashf etilganidan keyin inson turmush tarzining muhim qismiga aylangan tungi yorug‘lik ta’siri ichki sutkalik ritmni buzadi, melatoninning tungi ishlab chiqarilishini susaytiradi. Bu xulq-atvor va sog‘liqning jiddiy buzilishlariga, jumladan, yurak-qon tomir kasalliklari va saratonga olib kelishi mumkin. tungi smenalarda yoki faqat tunda ishlaydigan odamlardagi melatonin sirkadiyalik ritmiga oid ma’lumotlar bir xil emas: ayrimlarda odatdagi ritm saqlansa, boshqalarda u teskarisiga aylanadi. Bu ish joyidagi sun’iy yoritish darajasi bilan bog‘liq bo‘lishi mumkin. Bir tadqiqot (2008) natijalariga ko‘ra, tunda melatonin ishlab chiqarilishi kamayishi tungi ishchilarning atigi 3 % ida aniqlangan, kuzatilganlarning to‘rtdan birida esa melatonin ritmi teskari yo‘nalishga o‘zgargan.^:103.

Melatonin ishlab chiqarilishi yorug‘likdan tashqari magnit maydonlari va boshqa kosmik hamda geofizik omillarga ham bog‘liq bo‘lishi mumkin.^:12Bu ehtimol laboratoriyada Yer elektromagnit maydoniga kuch jihatdan o‘xshash elektromagnit maydon tebranishlari modellashtirilgan hayvon tajribalarida tasdiqlangan.^:85Rossiyalik olimlar tibbiyot fanlari doktori S. I. Rapoportrahbarligida yurak ishemik kasalligi va arterial gipertenziyasi bor bemorlarda o‘tkazgan tadqiqotlar melatonin ishlab chiqarilishi sezilarli darajada kamayishini ko‘rsatgan, ayniqsa geomagnit bo‘ronlar paytida.^:86—87.

Melatonin sutemizuvchilar, jumladan, inson embrionlari va yangi tug‘ilgan bolalar organizmida ajralmaydi: ular yo‘ldosh orqali, tug‘ilgandan keyin esa ona suti orqali keladigan onalik melatoninidan foydalanadi. Insonda sekretsiya rivojlanishning uchinchi oyida boshlanadi. So‘ng epifizdagi melatonin sintezi keskin ortib, eng kechi besh yoshda eng yuqori darajaga yetadi va keyinchalik butun umr davomida asta-sekin (balog‘atga yetishda esa tezroq) kamayadi.

Tadqiqotlarga ko‘ra (R. J. Reiter, J. Robinson, 1995), melatonin ishlab chiqarilishini quyidagilar oshiradi:

• uyqu paytida tungi qorong‘ilik,
• triptofan,
• kalsiy,
• magniy,
• nikotin kislotasi,
• piridoksin,
• MAO ingibitorlari,
• kechqurun yengil ovqatlanish,
• meditatsiya,
• kam kaloriyali ovqatlanish.

Melatonin ishlab chiqarilishini quyidagilar kamaytiradi:

• uyqu paytida tungi yorug‘lik, ayniqsa, spektrning ko‘k qismi^:450,
• chekish,
• kofeinli ichimliklar,
• alkogolli ichimliklar,
• paratsetamol,
• rezerpin,
• Prozak (antidepressant),
• deksametazon,
• nosteroid yallig‘lanishga qarshi preparatlar,
• beta-adrenoblokatorlar,
• kalsiy kanallari blokatorlari,
• vitamin B₁₂.

Maxsus tadqiqotlarda chekuvchilar va alkogolga qaramligi bor kishilarda melatonin miqdori pastligi aniqlangan.^:12—13.

Epifizda sintezlangan melatonin qonga va orqa miya suyuqligi ga (likvorga) o‘tadi, undan o‘tgach esa gipotalamusda to‘planadi. Qon va likvordan tashqari melatonin siydik, so‘lak va amniotik suyuqlikda ham aniqlangan..

Melatonin qon zardobidagi albuminorqali tashiladi. Albumindan ajralgach, u nishon hujayralar membranasidagi maxsus retseptorlar bilan bog‘lanadi, yadro ga kiradi va o‘sha yerda o‘z ta’sirini ko‘rsatadi. Melatoninning biologik yarim parchalanish davri 30—50 daqiqani tashkil etadi. U jigar da tez gidrolizlanib, siydik bilan chiqariladi. Insonda melatoninning asosiy metaboliti 6-gidroksimelatoninsulfat (6-sulfatoksimelatonin) hisoblanadi. Uning miqdori epifizdagi melatonin ishlab chiqarilishiga bilvosita baho berish imkonini beradi: siydikdagi konsentratsiyasi namunalar yig‘ilgan davrdagi qondagi melatoninning umumiy darajasi bilan yaxshi korrelyatsiyalanadi , ammo ishlab chiqarilish va qondagi konsentratsiyaga nisbatan vaqt bo‘yicha^:260kamida 2 soatga kechikadi.^:98.

Melatoninning bir sutka davomida ishlab chiqarilish miqdori va ritmi desinxronoz — ya’ni sirkadiyalik ritm buzilishi darajasining ko‘rsatkichi bo‘lib xizmat qilishi mumkin.

Melatonin — ham membrana, ham yadro retseptorlariga ega gormonlarning kam uchraydigan namunasidir. Sutemizuvchilarda ikki xil membrana melatonin retseptori mavjud: MTNR1A (MT1), u asosan gipofiz ning oldingi bo‘lagi va SXY hujayralarida ifodalanadi, biroq ko‘plab periferik a’zolarda ham uchraydi; MTNR1B (MT2) esa miyaning ayrim boshqa qismlarida, to‘r pardada va o‘pkada ifodalanadi. Qushlar, amfibiyalar va baliqlarda uchinchi retseptor — MTNR1C (MT3) ham mavjud, sutemizuvchilarda esa u hozircha klonlanmagan. Melatonin retseptorlari G-oqsil bilan bog‘langan retseptorlaroilasiga mansub bo‘lib, G_αi-oqsil orqali ta’sir qiladi va siklik AMF.

miqdorini kamaytiradi. Yaqinda kashf etilgan melatoninning yadro retseptorlari RZR/ROR retinoid retseptorlar kichik oilasiga kiradi. Melatoninning immunitetni rag‘batlantiruvchi va o‘smalarga qarshi ko‘plab ta’sirlari, ehtimol, ular orqali yuzaga chiqadi.

Barcha biologik ritmlar SXYda joylashgan asosiy ritm boshqaruvchisiga bo‘ysunadi; u sirkadiyalik ritm generatori, ya’ni «biologik soat» hisoblanadi. Melatonin SXYda hosil bo‘ladigan ritmlar haqidagi ma’lumotni a’zolar va to‘qimalarga yetkazuvchi gormondir.^:13U bevosita hujayralarga ta’sir etib, sutka vaqtiga bog‘liq bo‘lgan boshqa gormonlar va biologik faol moddalar sekretsiyasi darajasini o‘zgartiradi.

Kunduz faol bo‘ladigan hayvonlarda, jumladan, insonda epifizdan melatonin ajralishi odatiy uyqu soatlariga to‘g‘ri keladi. Tadqiqotlarga ko‘ra, melatonin darajasining ko‘tarilishi uyqu boshlanishi uchun majburiy signal emas. Ishtirokchilarning aksariyatida melatoninning fiziologik dozalarini qabul qilish faqat yengil tinchlantiruvchi ta’sir ko‘rsatgan va odatiy tashqi ta’sirlarga sezgirlikni pasaytirgan. Melatonin asosan uxlab qolish bosqichida ta’sir qilib, «uyqu darvozasini ochadi», hushyorlik mexanizmlarini susaytirish orqali «uyquga moyillik» hosil qiladi, deb hisoblanadi.

Melatonin sekretsiyasi ritmi organizm yaratadigan «kuchli» ritmlar guruhiga kiradi. Xira yorug‘likda melatonin ajralishining boshlanishi (DLMO^[inglizcha]) asosiy ritm boshqaruvchisi xususiyatlarini o‘rganishda inson sirkadiyalik fazasining ishonchli ko‘rsatkichi bo‘lib, qo‘llanish tezligi bo‘yicha faqat an’anaviy ko‘rsatkich — tana haroratining eng past darajasi kuzatiladigan vaqtdan keyin turadi. Melatonin sekretsiyasi odatiy uyqu soatlariga mos kelsa-da, insonning uyqu-uyg‘oqlik sikli «kuchsiz» ritmlar qatoriga kiradi (bunda hushyorlik va uyquchanlikning sutkalik tebranishlari bundan farq qiladi: ular uyqu-uyg‘oqlik siklining oddiy aks etishi emas va melatonin sekretsiyasi singari «kuchli» ritmlar guruhiga mansub).^:248.

Melatonin ishlab chiqarilishi yorug‘ kun davomiyligiga bog‘liq bo‘lgani sababli ko‘plab hayvonlar undan «mavsumiy soat» sifatida foydalanadi. Odamlarda ham, hayvonlarda ham melatonin yozda qishdagiga qaraganda kamroq ishlab chiqariladi. Shunday qilib, melatonin fotodavrga bog‘liq vazifalarni — ko‘payish, migratsiya xatti-harakati va mavsumiy tullashni boshqarishi mumkin. Kun uzun bo‘lganda ko‘payadigan qushlar va sutemizuvchilarda melatonin gonadotropinlar sekretsiyasini susaytiradi va jinsiy faollikni kamaytiradi. Kun qisqa bo‘lganda ko‘payadigan hayvonlarda esa melatonin jinsiy faollikni rag‘batlantiradi.

Bir yoshdan balog‘at davri gacha bo‘lgan bolalarda melatonin ishlab chiqarilishi ancha yuqori darajada saqlanadi. Melatonin bunda ikkita muhim vazifani bajaradi: uyquni uzaytiradi va jinsiy gormonlar sekretsiyasini susaytiradi. Balog‘at davrida melatoninning eng yuqori (tungi) konsentratsiyasi keskin kamayadi.

Kuzning bulutli kunlarida ko‘pchilikda qishki depressiya deb ataladigan sindrom yoki mavsumiy affektiv buzilishpaydo bo‘ladi. Bu odatda qishda, yilning ma’lum faslida yuzaga keladigan buzilishlar majmuasidir. Bunda charchoqning ortishi, haddan tashqari ko‘p uxlash, ishtahaortishi va shirinliklarga ishtiyoq kuzatiladi. Ushbu holatlarning barchasini modda almashinuvi sekinlashuvi bilan izohlash mumkin (bu belgilar energiyani tejashga yordam beradi), biroq mazkur sindromdan aziyat chekadiganlarda modda almashinuvi tezligi, aksincha, ortadi.^:265.

Mavsumiy affektiv buzilishning sabablaridan biri ishlab chiqarish ritmi kuchli buzilganda melatoninning yetarlicha hosil bo‘lmasligi bo‘lishi mumkin: ishlab chiqarish cho‘qqisi odatdagi tungi soat 2—3 o‘rniga tong otishidan tushgacha bo‘lgan vaqtga to‘g‘ri keladi. Aksincha, bipolyar buzilish bo‘lgan bemorlarda melatonin ishlab chiqarilishi haddan tashqari yuqori bo‘lishi mumkin.^:265.

Melatoninning antioksidant ta’siri asosan hujayra yadrosidagi DNK, oqsillar va lipidlarni himoya qilishga qaratilgan. Bunday ta’sir tirik organizmning istalgan hujayrasida va barcha hujayra tuzilmalarida namoyon bo‘ladi. Bu melatoninning erkin radikallarni, jumladan, lipidlarning peroksidlanishijarayonida hosil bo‘ladigan radikallarni zararsizlantirish hamda glutationperoksidaza — radikal oksidlanishdan fermentativ himoya omilini faollashtirish qobiliyatiga bog‘liq. Bir qator tajribalar melatoninning gidroksil radikallar ni glutation va mannitolkabi antioksidantlarga qaraganda kuchliroq zararsizlantirishini, peroksil radikallarni esa E vitaminiga qaraganda ikki baravar kuchliroq neytrallashini ko‘rsatgan..

Ilmiy doiralarda epifizning organizmda o‘smalarga qarshi chidamlilik ni ta’minlashdagi mumkin bo‘lgan roli ayniqsa faol muhokama qilinmoqda. Melatonin o‘sma o‘sishiga qarshi kurashning istiqbolli vositasi sifatida qaralmoqda. Tadqiqotlar epifiz faoliyatini kuchaytirish yoki melatonin preparatlarini yuborish o‘smalar paydo bo‘lishi va rivojlanishi holatlarini kamaytirishini ko‘rsatmoqda. Melatonin hujayralarning ko‘payish faolligi va angiogenezni susaytirib, o‘sma jarayonining boshlanishi hamda rivojlanishiga to‘sqinlik qiladi.^:265.

Yuqori darajada rivojlangan hayvonlarda, ayniqsa, insonda stress rivojlanishini salbiy his-tuyg‘ular boshlab beradi. Melatonin hissiy javobning kuchini kamaytiradi. Stressning salbiy oqibatlaridan biri erkin radikallar ishtirokidagi oksidlanish, shu jumladan, lipidlarning peroksidlanishi kuchayishidir. Melatonin antioksidant xususiyatlari orqali bunga qarshi ta’sir ko‘rsatadi. Odatda stress endokrin tizimda keng ko‘lamli buzilishlarga olib keladi; bunda, avvalo, gipotalamus–gipofiz–buyrakusti bezlari tizimi zararlanadi. Melatonin bu yerda endokrin boshqaruvga faqat buyrakusti bezlari faoliyatida keskin og‘ishlar yuzaga kelganda qo‘shiladi.

Surunkali stress immun tizimga salbiy ta’sir qiladi, xususan, qondagi T-limfotsitlar miqdori kamayadi. Bu holatda melatonin immunitetda ishtirok etuvchi hujayralarga bevosita, shuningdek, gipotalamus va boshqa neyroendokrin tuzilmalar orqali bilvosita ta’sir ko‘rsatadi.

Masalan, og‘riq yoki harakatsizlanish bilan bog‘liq surunkali stress sirkadiyalik ritmlarning nomuvofiqlashuviga olib keladi. Buning oqibatida uyqu muammolari, EEGo‘zgarishlari va bir qator biologik faol birikmalar sekretsiyasi buzilishi kuzatiladi. Bunda melatoninning roli sirkadiyalik ritmni boshqarishda namoyon bo‘ladi.

Melatonin preparatlarining immun tizimga ta’siri uzil-kesil aniqlanmagan. Mazkur mavzudagi ilmiy ishlarda melatonin, ehtimol, ikki tomonlama ta’sir ko‘rsatishi —^:29immun tizimning ayrim qismlarini faollashtirib, boshqalarini susaytirishi qayd etilgan. Shu sababli melatonin preparatlarini immunitetni faollashtiruvchi vosita sifatida davolash amaliyotiga kiritishdan oldin bunday muolajaning jiddiy nojo‘ya ta’sirlaridan saqlanish uchun qo‘shimcha tadqiqotlar zarur.

2005-yilda birlamchi uyqu buzilishlari bo‘lgan bemorlarga melatonin ta’siri o‘rganilgan tizimli sharh va meta-tahlil natijasida bunday bemorlarda qisqa muddatli (4 hafta yoki undan kam) qo‘llanganda melatonin samarasiz bo‘lishi mumkin, degan xulosaga kelingan.

2013-yilgi 19 ta sinovda 1683 nafar bemor qatnashgan meta-tahlilda melatonin qabul qilganlar nazorat guruhidagilarga qaraganda o‘rtacha 7 daqiqa tezroq uxlab qolgani aniqlangan; nazorat guruhi platseboqabul qilganlardan iborat edi. Melatonin qabul qilganlarda uyqu o‘rtacha 8 daqiqa uzoqroq davom etgan. Bu ko‘rsatkichlar retsept bilan beriladigan uyqu dorilarining ta’siri haqidagi meta-tahlillardagi natijalardan pastroq bo‘lgan (xususan, benzodiazepinlar).

Natijalarga ko‘ra, Koxran ning 2014-yilgi sharhida tungi smenadan keyin uxlashga qiynaladigan smenali ishchilarda melatonin uyqu davomiyligini o‘rtacha 24 daqiqaga uzaytirishiga oid sifati past dalillar mavjudligi qayd etilgan. Biroq bunday bemorlarda uyquning boshqa ko‘rsatkichlariga, masalan, uxlab qolish uchun ketadigan vaqtga, ehtimol, ta’sir ko‘rsatmaydi.

2019-yilda tizimli sharhlar va meta-tahlillardan olingan ma’lumotlarni umumlashtirgan «soyabon» sharhda o‘n ikkita tadqiqot melatonin qabul qilinganda uxlab qolish tezlashishi va umumiy uyqu davomiyligi oshishini statistik jihatdan ahamiyatli deb topgani qayd etilgan. Biroq bu natijalarning klinik jihatdan ahamiyatli ekaniga oid umumiy kelishuv yo‘q. Bundan tashqari, sharhda melatonin va melatonin agonistlari ning samaradorligi haqidagi dalillar ayrim tadqiqotlarning metodologik sifati turlicha ekani, shuningdek, uyqusizlikni davolash usullari samaradorligini baholash mezonlari yuzasidan kelishuv yo‘qligi bilan cheklangani ta’kidlangan.

2021-yilda o‘tkazilgan, 23 ta randomizatsiyalangan nazoratli tadqiqotni qamrab olgan tizimli sharh va meta-tahlilga ko‘ra, melatonin kattalardagi nafas olish tizimi kasalliklari, modda almashinuvi buzilishlariva birlamchi uyqu buzilishlarida uyqu sifatiga ijobiy ta’sir ko‘rsatgan, ammo ruhiy buzilishlar, neyrodegenerativ kasalliklar va boshqa kasalliklarda bunday samara kuzatilmagan.

2021-yilgi boshqa bir meta-tahlil melatoninning katta yoshli bemorlardagi davolovchi ta’siri zaifligini, ammo keksa bemorlarda u yetarlicha sezilarli ekanini ko‘rsatgan.