Circadian Rhythm: How Your Body Clock Connects the Gut and Hormones

Image
ภาพปกบทความแสดงนาฬิกาชีวภาพช่วงกลางวันและกลางคืน พร้อมผู้หญิงอยู่กึ่งกลางระหว่างแสงเช้าและท้องฟ้ายามค่ำ สื่อถึงจังหวะของ Cortisol และ Melatonin ที่เชื่อมโยงการนอน ระบบลำไส้ และสมดุลฮอร์โมน

Circadian Rhythm: How Your Body Clock Connects the Gut and Hormones

The human body operates according to a circadian rhythm, or "24-hour biological clock," which regulates many essential processes, such as:

  • Hormone secretion
  • Insulin response
  • Energy metabolism
  • The sleep cycle
  • Gut function

Recent research has found that the gut microbiome itself has a daily rhythm (microbial rhythmicity), and this rhythm may align with the body's hormonal cycles.¹²

The communication between the gut, brain, and hormones is described by the concept of the gut–brain–hormone axis, a multi-channel signaling system that links metabolism, the nervous system, and the microbiome together.



1) The Central Clock and Organ Clocks

อินโฟกราฟิกแสดงผู้หญิงอยู่กึ่งกลางระหว่างช่วงกลางวันและกลางคืน พร้อมนาฬิกาชีวภาพ เปรียบเทียบจังหวะของ Cortisol ที่สัมพันธ์กับการตื่นตัวในเวลากลางวัน และ Melatonin ที่สัมพันธ์กับการนอนหลับในเวลากลางคืน

The circadian system operates on two levels:

  • Central clock — the suprachiasmatic nucleus (SCN) in the brain
  • Peripheral clocks — found in the liver, muscles, adipose tissue, and the gut

Many hormones follow a circadian rhythm, for example:

  • Cortisol — high in the morning
  • Melatonin — high at night
  • Insulin sensitivity — changes with the time of day
  • Ghrelin and leptin

These hormones are involved in the hunger–satiety system, which is explained further in the article SCFAs and Satiety Hormones 

2) The Microbiome Has a Rhythm Too

ผู้หญิงยืนพร้อมกราฟิกระบบทางเดินอาหารและนาฬิกาชีวภาพตลอด 24 ชั่วโมง แสดงจังหวะของ Gut Microbiome ที่เปลี่ยนแปลงระหว่างกลางวันกับกลางคืน รวมถึงการรับประทานอาหารดึกที่อาจรบกวนจังหวะการทำงานของลำไส้

Longitudinal sequencing studies have found that:

  • The abundance of certain bacterial groups oscillates over the course of the day
  • The production of short-chain fatty acids (SCFAs) follows a rhythmic pattern
  • The feeding–fasting cycle affects microbial dynamics²

When eating times fall out of rhythm, such as:

  • Eating late at night
  • Eating at irregular times
  • Going to bed late

microbial oscillation may be disrupted, and in some cases this is associated with dysbiosis in the gut 

3) Meal Timing Is a Key Zeitgeber

ผู้หญิงถืออาหารพร้อมกราฟิกระบบทางเดินอาหารและนาฬิกาชีวภาพ แสดงช่วงกลางวันและกลางคืน สื่อถึงเวลาอาหารในฐานะ Zeitgeber ที่ช่วยกำหนดจังหวะการทำงานของลำไส้ ตับอ่อน และระบบเผาผลาญ

The term Zeitgeber refers to a signal that sets the timing of the clock system.

  • Light → regulates the central clock
  • Meal timing → regulates the peripheral clocks

Reviews of time-restricted eating (TRE) indicate that a feeding window aligned with the circadian rhythm may be associated with metabolic improvement and rhythmic stability.³

4) Circadian Disruption and the Microbiome

อินโฟกราฟิกนาฬิกาชีวภาพเปรียบเทียบกลางวันและกลางคืน แสดงความไวต่อ Insulin และประสิทธิภาพการเผาผลาญที่เปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา พร้อมภาพตับอ่อนและการตอบสนองของเซลล์ต่อกลูโคส

Conditions that disrupt the circadian rhythm, such as:

  • Shift work
  • Jet lag
  • Late-night eating

A systematic review found that these conditions are associated with:

  • Shifts in microbiome diversity
  • Altered inflammatory signaling
  • Increased metabolic risk markers⁴

The role of stress on the microbiome is explained further in the article How Stress Changes the Gut Microbiome 

5) Hormones and the Gut Through the Lens of Time

ภาพกราฟิกระบบทางเดินอาหารเชื่อมโยงกับนาฬิกาชีวภาพ โมเลกุล และเครือข่ายสัญญาณ สื่อถึงช่องว่างขององค์ความรู้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่าง Circadian Rhythm ระบบลำไส้ และฮอร์โมนที่ยังต้องศึกษาวิจัยเพิ่มเติม

Cortisol has a circadian peak in the morning.

Melatonin is high at night and is associated with gut motility and immune tone.

Reviews in chronobiome medicine propose that the microbiome may respond to hormonal oscillation.¹

6) Circadian Rhythm and Insulin Sensitivity

อินโฟกราฟิกนาฬิกาชีวภาพเปรียบเทียบกลางวันและกลางคืน แสดงความไวต่อ Insulin และประสิทธิภาพการเผาผลาญที่เปลี่ยนแปลงตามช่วงเวลา พร้อมภาพตับอ่อนและการตอบสนองของเซลล์ต่อกลูโคส

Research in chronometabolism has found that insulin sensitivity varies with the time of day.

  • In the morning → insulin sensitivity is higher
  • At night → glucose tolerance decreases

The relationship between the microbiome and insulin metabolism is explained in the article How the Gut Microbiome Affects Insulin Sensitivity 


7) A Two-Way System

อินโฟกราฟิกแสดงการสื่อสารแบบสองทางระหว่างระบบลำไส้ นาฬิกาชีวภาพ ตับ และเครือข่ายฮอร์โมนหรือสัญญาณเมตาบอลิก ซึ่งทำงานเชื่อมโยงกันเพื่อควบคุมจังหวะการทำงานของร่างกาย
  • Circadian disruption → microbiome shift
  • Microbiome metabolites → metabolic signaling
  • Hormonal rhythm → reshapes the microbial niche

This system is therefore a bidirectional network.


Limitations

  • Longitudinal human studies are still limited
  • Methods for measuring circadian misalignment vary
  • Baseline microbiome variability is high

Frequently Asked Questions

Does the circadian rhythm really affect the microbiome?

Numerous studies have found that the microbiome has a rhythmic pattern associated with meal timing and the circadian rhythm.

Does eating late at night affect metabolism?

Meal timing that is out of sync with the circadian rhythm may be associated with an altered glucose response and metabolic dysregulation.

Does sleep affect the gut?

Sleep affects hormonal rhythms, which may in turn affect the microbiome and gut physiology.


Key Takeaway

The circadian rhythm regulates hormones, metabolism, the insulin response, and the rhythm of the microbiome. 

When the body's rhythm is thrown off, the gut, hormones, and energy management may fall out of sync along with it. 

Understanding "when" you eat is therefore just as important as "what" you eat.

Related Articles


Hospital Authority

   KMB Hospital is committed to a fair, time-appropriate evaluation of outcomes following liposuction programs, ensuring care that is safe, reassuring, and respectful of each patient's body.
 

Content Information

Written by: Medical Content Team, KMB Hospital

Reviewed by: Clinical Governance Committee, KMB Hospital

Published: 9 March 2026

Last updated: 9 March 2026

References

  • Bautista J, et al. Chronobiome medicine: circadian regulation of host–microbiota crosstalk in systemic physiology. Front Endocrinol. 2025.
  • Zheng B, et al. The molecular interplay between the gut microbiome and circadian rhythms. 2025.
  • Lages M, et al. Time-restricted eating and metabolic biomarkers. Proc Nutr Soc. 2024.
  • Grasa-Ciria D, et al. Shift work and gut microbiota alterations. 2025.