Istražena je antioksidacijska uloga melatonina u zaštiti protiv toksičnoga djelovanja benzena u jetri štakora. Utvrđeno je da kratkoročno odnosno dugoročnije liječenje štakora melatoninom u različitoj mjeri štiti štakore istodobno izložene benzenu. Inhibicija lipidne peroksidacije mitohondrija i mikrosoma bila je različita nakon 24 h, 15 dana, odnosno 30 dana liječenja melatoninom. Najveća inhibicija lipidne peroksidacije mitohondrija zamijećena je nakon primjene jednokratne doze melatonina, dok je najizraženija inhibicija u mikrosomima zamijećena nakon 30 dana liječenja melatoninom. Slična istraživanja pokazuju da razina glutationa (GSH) najviše raste nakon 24 h liječenja melatoninom. Nije zamijećena razlika između liječenja u trajanju od 15 odnosno 30 dana. U štakora koji su uz benzen istodobno primali i melatonin razine citokroma P4502E1 pale su nakon 24 h odnosno 15 dana izloženosti. U štakora koji su primali samo melatonin te su razine nakon 30 dana statistički neznačajno porasle u odnosu na skupinu izloženu samo benzenu. Histopatološka analiza jetre načelno je potvrdila ove nalaze. Koncentracije fenola u mokraći bile su niže u štakora koji su istodobno primali melatonin i benzen. Ovi rezultati pokazuju da melatonin utječe na citokrom P4502E1, koji je odgovoran za metabolizam benzena. Inhibira li se njegov metabolizam, smanjuje se lipidna peroksidacija. Zaključak je da melatonin štiti od lipidne peroksidacije uzrokovane benzenom.