Die Wirkung von Melatonin auf zellulärer Ebene geschieht über zwei verschiedene Regelkreise, von denen zwei von übergeordneter Bedeutung sind. Es handelt sich dabei um den G-Protein-gekoppelten Melatoninrezeptor 1 (MT1) und den ebenfalls G-Protein-gekoppelten Melatoninrezeptor 2 (MT2).

MT1 hat Einfluss auf die Reproduktion (Fortpflanzung), den Metabolismus (Stoffwechsel) und die Vasokonstriktion (Gefäßverengung); MT2 ist erforderlich für die Übertragung zirkadianer Signale sowie für die retinale (“ Netzhaut-betreffende“) Dopaminfreisetzung und Vasodilatation (Gefäßerweiterung). Des Weiteren werden durch die Aktivierung der MT1- und MT2-Rezeptoren durch Melatonin das antioxidative Potential sowie die Apoptose (programmierter Zelltod) positiv beeinflusst, d.h. Melatonin wirkt auf zellulärer Ebene antioxidativ und damit zellprotektiv.

Neben der antioxidativen Wirkung des Melatonin wurde zudem eine immunmodulierende Wirkung beobachtet. Zum einen agiert das Hormon als Radikalfänger und zum anderen erhöht sich die Anzahl antioxidativer Enzyme [8, 9].

Melatonin beeinflusst den zirkadianen Rhythmus und leitet Informationen über den Tag-Nacht-Rhythmus im Körper weiter [1]. Es wirkt schlaffördernd und senkt u.a. nachts die Körpertemperatur [2].
In verschiedenen Studien konnte beobachtet werden, dass die orale Einnahme von Melatonin verschiedene Schlafparameter verbesserte.

In einer Metaanalyse mit 19 placebokontrollierten Interventionsstudien, die 1.683 Probanden mit Schlafstörungen einschlossen, wurde der Effekt von 2 bis 5 mg Melatonin untersucht. Innerhalb von 7 bis 28 Tagen verkürzte sich die Einschlafzeit und die Schlafqualität sowie die Dauer des Schlafes erhöhte sich [3]. In einer weiteren Metaanalyse mit 13 Studien wurde festgestellt, dass Melatonin auch bei primärer Insomnie, verzögertem Schlafphasensyndrom, die Nicht-24-Stunden-Schlaf-Wach-Störung bei blinden Personen und REM-Schlaf-Verhaltensstörung positiv auf die Schlafqualität wirkt [4].

In einer Interventionsstudie mit schlecht schlafenden Probanden über 50 Jahren verbesserte bereits eine Dosis von täglich 0,3 mg Melatonin die Schlafqualität und die Plasma-Melatoninwerte normalisierten sich [5].  

Da aufgrund von Melatoninmangel ältere Menschen an leichten Schlafstörungen leiden, konnte in den Studien von Wade et al. beobachtet werden, dass Melatonin vor allem in diesem Teilkollektiv wirkt [6, 7]. Über einen Zeitraum von mindestens 3 Wochen nahmen 18 bis 80-jährige Probanden täglich 2 mg Melatonin ein. Es verbesserte sich die Schlafqualität im älteren Probandenkollektiv (ab 55 Jahren). Melatonin zeigte in diesen Studien unabhängig von den basalen Melatoninwerten (6-SMT gemessen im Urin) eine altersassoziierte Wirkung.

Beachte: Die Bioverfügbarkeit von Melatonin ist sehr gering, da Melatonin einem hohen First-pass-Metabolismus in der Leber unterliegt. Die Plasmahalbwertszeit beträgt nur ca. 30 Minuten. Melatonin scheint somit die Funktion eines kurzen Impulses, im Sinne eines Zeitgebers zu haben.

Literatur

1. Peuhkuri K, Sihvola N, Korpela R: Dietary factors and fluctuating levels of melatonin. Food Nutr Res. 2012;56. doi: 10.3402/fnr.v56i0.17252
2. Arndt J, Skene DJ: Melatonin as a chronobiotic. Sleep Med Rev. 2005 Feb;9(1):25-39
3. Ferracioli-Oda E, Qawasmi A, Block MH: Meta-analysis: melatonin fort he treatment of primary sleep disorders. Plos One. 2013 May 17;8(5):e63773. doi: 10.1371/journal.pone.0063773
4. Auld F, Maschauer EL, Morrison I, Skene DJ, Riha RL: Evidence for the efficacy of melatonin in the treatment of primary adult sleep disorders. Sleep Med Rev. 2017 Aug;34:10-22. doi: 10.1016/j.smrv.2016.06.005
5. Zhdanova IV; Wurtman RJ, Regan MM, Taylor JA, Shi JP, Leclair OU: Melatonin treatment for age-related insomnia. J Clin Endocrinol Metab. 2001 Oct;86(10):4727-30
6. Wade AG, Ford I, Crawford G, McConnachie A, Nir T, Laudon M, Zisabel N: Nightly treatment of primary insomnia with prolonged release melatonin for 6 months: a randomized placebo controlled trial on age endogenous melatonin as predicotors of efficacy and safety. BMC Med. 2010 Aug 16;8:51. doi: 10.1186/1741-7015-8-51
7. Wade AG, Crawford G, Ford I, McConnachie A, Nir T, Laudon M, Zisabel N: Prolonged release melatonin in the treatment of primary insomnia: evaluation oft he age cut-off for short- and long-term response. Curr Med Res Opin. 2011 Jan;27(1):87-98. doi: 10.1185/03007995.2010.537317
8. Reiter R et al.: Melatonin combats molecular terrorism at the mitochondrial level. Interdiscip Toxicol. 2008 Sep; 1(2): 137-149. doi: 10.2478/v10102-010-0030-2
9. Urata Y et al.: Melatonin induces γ-glutamylcysteine synthetase mediated by activator protein-1 in human vascular endothelial cells. Free Radi Bio Med. 1999; 27(7-8): 838-47