บทบาทของเมลาโทนินต่อนาฬิกาชีวภาพ (circadian rhythm) ของร่างกายนาฬิกาชีวภาพ (circadian rhythm) คือ ลักษณะทางชีววิทยาตลอด 24 ชั่วโมงของแต่ละคนที่เกิดการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาเพื่อควบคุมการทำงานของระบบต่างๆ ในร่างกาย เช่น ฮอร์โมน อุณหภูมิของร่างกาย การหลับและการตื่น เป็นต้น
วงจรการหลับและการตื่นก็เป็นวงจรหนึ่งที่นาฬิกาชีวภาพเข้ามามีบทบาทเป็นอย่างมาก นอกจากนี้ยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่มีผลต่อวงจรดังกล่าว ได้แก่ ระดับฮอร์โมนในกระแสเลือด ระดับเมลาโทนิน อุณหภูมิในร่างกาย และแสงสว่าง เป็นต้น
เมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่มีผลเป็นอย่างมากต่อการนอนหลับ หากร่างกายมีระดับฮอร์โมนเมลาโทนินสูงจะทำให้นอนหลับได้ง่ายขึ้น และมีส่งผลต่อระยะเวลาในการนอนที่นานขึ้นอีกด้วย
เนื่องจากเมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่เกี่ยวข้องกับการนอนหลับโดยตรง จึงทำให้ประโยชน์ของฮอร์โมนนี้เกี่ยวข้องกับวงจรการนอนหลับเสียเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งในปัจจุบันฮอร์โมนดังกล่าวสามารถสร้างขึ้นภายนอกร่างกายด้วยวิธีการสังเคราะห์ และนำมาผลิตเป็นอาหารเสริม หรือยาที่ใช้เพื่อช่วยแก้ปัญหาในการนอนหลับได้ แต่ก็ต้องใช้ภายใต้คำแนะนำของแพทย์ โดยประโยชน์ของเมลาโทนินที่เห็นได้ชัด มีดังนี้
บรรเทาอาการเจ็ทแลค อาการนี้เกิดขึ้นจากการที่ร่างกายไม่สามารถรับตัวกับการเปลี่ยนของเขตเวลา โดยมักเกิดขึ้นเมื่อต้องเดินทางด้วยเครื่องบิน ซึ่งจะก่อให้เกดอาการเช่น นอนหลับไม่สนิท รู้สึกอ่อนเพลียระหว่างวัน อาหารไม่ย่อย หรือรู้สึกไม่สบายตัว ซึ่งการใช้เมลาโทนินนั้น มีการศึกษาพบว่าสามารถช่วยรักษาอาการดังกล่าวได้
รักษากลุ่มอาการนอนหลับผิดเวลา (Delayed Sleep Phase Syndrome) เป็นความผิดปกติด้านการนอนหลับ ที่ผู้ป่วยจะไม่สามารถนอนหลับได้ก่อนเวลา 2.00 น. และมักมีปัญหาในการตื่นนอนตอนเช้า โดยการใช้อาหารเสริมที่มีฮอร์โมนดังกล่าวร่วมกับการปรับสภาพแวดล้อมในการนอนให้เหมาะสม สามารถรักษาความผิดปกติดังกล่าว และช่วยให้นอนหลับได้ดีขึ้น
รักษาโรคนอนไม่หลับ (Insomnia) โรคนอนไม่หลับเป็นความผิดปกติในการนอนหลับที่พบได้บ่อย ซึ่งจะทำให้ผู้ป่วยไม่สามารถนอนหลับได้ แต่มีการศึกษาว่า การใช้เมลาโทนินในการรักษาปัญหาอาการนอนหลับสามารถช่วยให้นอนหลับได้ อีกทั้งยังช่วยให้ผู้ป่วยมีคุณภาพในการนอนหลับ และระยะเวลาในการนอนหลับที่ดีมากขึ้น นอกจากนี้ผู้ป่วยสูงอายุที่มีปัญหาในการนอนหลับเนื่องมาจากวัยที่สูงขึ้น การใช้เมลาโทนินก็สามารถช่วยให้นอนหลับได้ดีมากขึ้นเช่นกัน
