Чим більше серотоніну, тим більше мелатоніну може синтезувати мозок у відповідних умовах. Основний висновок – якщо в мозку достатньо серотоніну, у темряві він перетворюється на мелатонін, який допоможе заснути.
В організмі людини мелатонін синтезується з амінокислоти триптофану, яка бере участь у синтезі нейромедіатора (нейропередавача) серотоніну, а він, у свою чергу, під впливом ферменту N-ацетилтрансферази перетворюється на мелатонін.
Мелатонін впливає на викид інших гормонів та речовин, які змінюють активність нервової системи. За рахунок цього він може знижувати різкі коливання припливу крові до головного мозку, а зменшуючи синтез гормону стресу норадреналіну, запобігати стрибкам артеріального тиску.
Мелатонін є антогоністом гормону стресу кортизолу, при хронічному стресі захищає нас від руйнівної дії кортизолу, якщо він починає вироблятися у великих кількостях. Мелатонін впливає на вуглеводний обмін, секрецію інсуліну та харчову поведінку. Мелатонін називають гормоном сну.