Badania przeprowadzono na Uniwersytecie w Madrycie. Po raz pierwszy do badania wykorzystano szczury w wieku podeszłym, czyli 22-miesięczne, co odpowiada 60-letniej osobie. Dietę zwierząt wzbogacono o melatoninę w dawce dobowej 10mg/kg masy ciała. Podawano ją przez 10 tygodni, co oznacza 6 lat życia człowieka. Następnie porównywano skład, budowę, wytrzymałość i strukturę kości udowych gryzoni, które dostawały melatoninę z grupą kontrolną. Wyniki wykazały znaczny wzrost w objętości i gęstości kości szczurów supelementowanych melatoniną. Potrzeba było przyłożyć znacznie większą siłę, aby taką kość złamać. Kości charakteryzowały się większą elastycznością, a mniejszą kruchością. Melatonina wzmocniła kości starszych gryzoni, a więc potencjalnie takie samo działanie zostanie zaobserwowane u osób starszych. Oznacza to, że być może melatonina zyska znaczenie także w prewencji i leczeniu osteoporozy. 

Na proces odbudowy kości ma wpływ dobowy zegar biologiczny. Komórki, które rozkładają nasze kości (osteoklasty) są bardziej aktywne w nocy, a te które są odpowiedzialne za odbudowę i tworzenie tkanki kostnej (osteoblasty) są bardziej aktywne w ciągu dnia. Wraz z wiekiem śpimy krócej, a komórki, które mają zdolność rozpuszczania naszych kości stają się bardziej aktywne. To prowadzi do przyspieszonego procesu ich rozkładu. Wiadomo, że melatonina wpływa na dobowe fazy sen-czuwanie i pomaga odpowiednio nastawić nasz wewnętrzny zegar biologiczny. Naukowcy podejrzewają, że suplementacja melatoniną pozwoliłaby na wyregulowanie tych procesów, tym samym zmniejszając aktywność osteoklastów i spowalniając proces rozkładu kości.

Otrzymane wyniki są bardzo obiecujące. Kolejnym ważnym pytaniem jest, czy melatonina tylko zapobiega demineralizacji i hamuje rozwój osteoporozy, czy wręcz przyczynia się do odbudowy kości? „Dopóki nie zostaną przeprowadzone kolejne badania, w tym próby kliniczne, nie polecamy osobom cierpiącym na osteoporozę zażywania suplementów zawierających melatoninę w celu wyleczenia choroby” ostrzega współautor badania doktor Faleh Tamimi „Ubiegamy się obecnie o dalsze finansowanie naszych badań i mamy nadzieję wkrótce dostać odpowiedź”.

Melatonina jest hormonem wydzielanym przez szyszynkę. Jej działanie fizjologiczne i farmakologiczne jest zależne od receptorów zlokalizowanych w rożnych komórkach.  Obok wymienionego już działania regulującego sen, melatonina wykazuje także właściwości immunomodulujące, przeciwutleniające oraz neuroprotekcyjne. Do tej listy dołącza wzmacniający efekt na kości. Badania pokazują, że związek ten może być rozważany jako alternatywa przeciw infekcjom. Melatonina wpływa na stres oksydacyjny i odporność na infekcje bakteryjne (w tym Klebsiella pneumonie, Helicobacter pylori, Mycobacterium tuberculosis, Clostridium perfringens), wirusowe (wirusy zapalenia mózgu i układu oddechowego) i pasożytnicze (Plasmodium spp., Trypnosoma cruzi, Toxoplasma gonidii). W ciągu dnia wydzielanie melatoniny jest bardzo niskie. Wzrost jej sekrecji następuje w godzinach nocnych. Obecnie wskazania do używania tego hormonu obejmują zaburzenia snu (zwłaszcza w wieku podeszłym) oraz zaburzenia wynikające z szybkiej zmiany stref czasowych w czasie podróży (tak zwany jet-lag).  Być może już niebawem lista wskazań zostanie rozszerzona.