Антипод серотонина — мелатонин. Он синтезируется в эпифизе («шишковидной железе») из серотонина. Секреция мелатонина напрямую зависит от общего уровня освещенности — избыток света тормозит его образование, а снижение освещённости, напротив — повышает синтез мелатонина.
Именно под влиянием мелатонина в организме вырабатывается гамма-аминомасляная кислота, которая, в свою очередь, тормозит синтез серотонина. 70% суточной продукции мелатонина приходится на ночные часы.