Der suprachiasmatische Kern in der Hypothalamusregion des Gehirns enthält die Hauptuhr des Körpers. Er synchronisiert den inneren Tagesrhythmus mit den durch den äußeren Tag- und Nachtzyklus gegebenen Umweltreize. Genauer gesagt, nutzt sie für diese Synchronisation Licht und Lichtlosigkeit. Die Hauptuhr synchronisiert die Tagesrhythmen sowohl auf Organ- als auch auf Zellebene. Wie sich das Licht auf den menschlichen Körper auswirkt, hängt vom Zeitpunkt und der Dauer der Lichtexposition, der Helligkeit und dem Spektralgehalt des Lichts ab. Der zirkadiane Rhythmus beeinflusst viele Prozesse im Körper, darunter Stoffwechsel, Immunfunktion, Schlaf und andere Aspekte des Verhaltens und der Stimmung. Die Hauptuhr erhält ihren Input ausschließlich von den ipRGCs im Auge. Diese Zellen werden vor allem durch blaues Licht mit hoher Intensität beeinflusst, obwohl sie über Verbindungen mit Stäbchen und Zapfen auch Informationen von anderen Wellenlängen erhalten.

Lichtexposition, insbesondere blaue Wellenlängen, in einer ungeeigneten zirkadianen Phase führt zu einer Störung des zirkadianen Rhythmus und den damit verbundenen gesundheitlichen und verhaltensbezogenen Folgen. Unser zunehmend rund um die Uhr geführter Lebensstil verändert unsere Lichtexpositionsmuster und stellt unser zirkadianes Schlafbedürfnis in der Nacht direkt in Frage. Die abendliche Exposition gegenüber blauen Wellenlängen, auch durch die Beleuchtung im Haushalt und durch Bildschirme mit Lichtquellen, verzögert die zirkadiane Uhr. Diese Störung erschwert das Einschlafen in der Nacht, das Aufwachen am Morgen und beeinträchtigt die Aufmerksamkeitsfähigkeit am nächsten Morgen.

Schichtarbeit führt dazu, dass Menschen zu suboptimalen Tageszeiten schlafen und arbeiten. Dies führt zu schlechterem Schlaf und schlechterer Gesundheit, geringerer Produktivität und erhöhtem Risiko von Fehlern und Unfällen. Schichtarbeit ist eine Art unfreiwilliger zirkadianer Versatz, wohingegen sozialer Jetlag ein freiwilliger Versatz ist. Ein sozialer Jetlag, d. h. ein Unterschied im Schlafverhalten zwischen Wochentagen und Wochenenden, führt zu einer Verschiebung des zirkadianen Zyklus, weil der Körper nicht gleichmäßig dem Tageslicht und dem Licht in der Nacht ausgesetzt ist.

Die Tatsache, dass sich das zirkadiane System an die Lichtexposition anpasst, ist eine gute Sache. Das bedeutet, dass sich der Körper an den wechselnden Tag- und Nachtzyklus im Laufe eines Jahres anpassen kann, aber auch, dass wir uns an den Jetlag anpassen können, den wir auf Reisen durch andere Zeitzonen erleben. Diese Anpassungen an eine neue Umgebung erfolgen jedoch nur langsam. Die Länge eines Tages ändert sich in der Regel nur um wenige Minuten pro Tag, und die Anpassung an neue Zeitzonen dauert mehrere Tage. Es scheint eine schlechte Sache zu sein, ständig aus der zirkadianen Phase herauszufallen. Es scheint für die Gesundheit von geringer Bedeutung zu sein, ob man durch eine ständige Verschiebung des Wach- und Schlafzyklus aus dem Gleichgewicht gerät oder ob man durch eine ständige Verschiebung des Wach- und Schlafzyklus aus dem Gleichgewicht gerät.

Die Tatsache, dass sich der zirkadiane Rhythmus an eine neue Umgebung anpasst, ist etwas, das wir nutzen können, um eine bessere zirkadiane Ausrichtung zu erreichen. Der Rhythmus kann mit blauem, weißem Licht zu einem geeigneten Zeitpunkt verstärkt werden, um Wachsamkeit, Leistungsfähigkeit, Stimmung und Schlafqualität zu verbessern. Die natürliche Exposition gegenüber blauem Licht von der Sonne während des Tages ist eine gute Möglichkeit, dies zu erreichen. Die Intensität des blauen Lichts ist um die Mittagszeit am größten. Wenn man sich morgens blauem Licht aussetzt, wird die zirkadiane Uhr vorgestellt. Dies hilft Menschen, die ihren Schlaf auf eine frühere Zeit verlegen wollen. Aktivitäten im Freien, einschließlich Camping unter natürlichen Lichtverhältnissen, können die Exposition gegenüber hochintensivem Licht während des Tages erhöhen und den zirkadianen Rhythmus neu kalibrieren. Die Exposition gegenüber hellem Tageslicht kann auch die Empfindlichkeit des zirkadianen Systems gegenüber nächtlicher Lichtexposition verringern, verglichen mit Menschen, die tagsüber nur wenig Licht im Freien ausgesetzt sind.

Wie bereits erwähnt, wird mit zunehmendem Alter weniger blaues Licht auf die Netzhaut übertragen. Es wird vermutet, dass sich diese geringere Übertragung während des Tages negativ auf den Schlaf älterer Menschen auswirkt. Ältere Menschen brauchen im Allgemeinen stärkere Signale, um die innere Uhr zurückzustellen. Jüngere Menschen hingegen sind empfindlicher für blaues Licht und stellen den zirkadianen Rhythmus leichter ein.

Genauso wichtig wie helles Licht am Tag ist die Dunkelheit in der Nacht. Wiederholte Blitze von gesättigtem blauem Licht (480 nm) während der zirkadianen Nacht, selbst bei geschlossenen Augenlidern, verschieben nachweislich die zirkadiane Uhr des Menschen. Blaues und grünes Licht in der Nacht beeinträchtigen die Qualität des Schlafs und verringern die Melatoninproduktion. Melatonin ist ein sehr starkes Antioxidans, das die Reparatur der Mitochondrien während des Schlafs unterstützt.