การเชื่อมต่อหลักระหว่างเมลาโทนิเสริมและอาการปวดหัวก็คือมันได้แสดงให้เห็นในการศึกษาบางอย่างเพื่อป้องกันหรือลดอาการปวดหลายชนิด ซึ่งรวมถึงอาการปวดหัวคลัสเตอร์, ไมเกรน, อาการปวดหัวที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการนอนหลับและบ่อยครั้งที่ปวดหัวทิ่มแทง เมลาโทนินเป็นฮอร์โมนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในร่างกายและสามารถซื้อเป็นอาหารเสริมได้ นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น
ในร่างกายมนุษย์มีการเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างเมลาโทนินที่ผลิตขึ้นตามธรรมชาติและอาการปวดหัว หากแต่ละคนมีฮอร์โมนไม่เพียงพองานวิจัยบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าอาการปวดหัวมักจะเกิดขึ้นกับความถี่และความเข้มข้นที่มากขึ้น ส่วนหนึ่งเป็นเพราะฮอร์โมนมีหน้าที่ในการควบคุมรอบการนอนหลับและการหยุดชะงักของวงจรการนอนหลับอาจทำให้เกิดอาการปวดหัว
แม้ว่าความเชื่อมโยงระหว่างเมลาโทนินและอาการปวดหัวนั้นเพิ่มขึ้นจากการศึกษาที่หลากหลาย แต่ก็ยังไม่มีปริมาณมาตรฐานสำหรับอาหารเสริมที่มีฮอร์โมนนี้ มันไม่ได้ถูกควบคุมโดยรัฐบาลหรือองค์กรทางการแพทย์ในอดีต ด้วยเหตุนี้ปริมาณของฮอร์โมนในผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ จึงแตกต่างกันไป การหาขนาดยาที่ถูกต้องอาจใช้การทดลองบางอย่างดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้ในปริมาณที่เหมาะสมจนกว่าการยอมรับของผู้ป่วยของอาหารเสริมจะถูกจัดตั้งขึ้น
มีผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นหลายอย่างจากการใช้เมลาโทนินดังนั้นผู้เชี่ยวชาญมักจะแนะนำให้คำปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์ก่อนรับประทาน ผู้ป่วยบางรายรายงานว่ามีอาการปวดหัวมากขึ้นหรือรุนแรงขึ้นในขณะที่รับเมลาโทนิน อาการนี้มักจะไม่ปรากฏจนกว่าผู้ป่วยจะได้รับการเสริมในขณะที่
ผลข้างเคียงที่อาจเกิดขึ้นอื่น ๆ ของเมลาโทนิน ได้แก่ ความง่วงนอนตอนกลางวันเวียนศีรษะและปวดท้อง อาหารเสริมนี้เชื่อว่าอาจมีความเสี่ยงสำหรับหญิงตั้งครรภ์หรือพยาบาล สามารถกระชับอาการของผู้ป่วยที่ทุกข์ทรมานจากภาวะซึมเศร้าเช่นกัน เมลาโทนินมากเกินไปอาจทำให้เกิดความกังวลหรือหงุดหงิด แพทย์หลายคนจะวัดระดับของเมลาโทนินในเลือดเพื่อตรวจสอบว่ามีข้อบกพร่องเพียงพอที่จะเสริมความปลอดภัยหรือไม่
นอกเหนือจากการเชื่อมต่อที่พบระหว่างเมลาโทนินและอาการปวดหัวแล้วยังมีหลักฐานบางอย่างที่บ่งบอกว่าฮอร์โมนนั้นมีประโยชน์ในทางอื่น เมื่อรับประทานเป็นประจำอาจช่วยทำให้นาฬิกาภายในร่างกายปกติและส่งเสริมการนอนหลับที่ดี นอกจากนี้ยังเชื่อว่าสามารถคืนค่าปกติของรอบประจำเดือน แม้จะมีการศึกษาเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระที่อาจเกิดขึ้นของฮอร์โมนนี้


