恒常性はどのように起こりますか？統合生理学的、システム生物学的、および進化的視点

恒常性は、統合生理学の設立原理です。しかし、現在のシステム生物学では、恒常性はほとんど見えないようです。恒常性は、ボディプロセスを駆動する重要な目標ですか、それとも緊急の機械的事実ですか？この視点では、恒常性に関する統合生理学的およびシステム生物学的視点は、さまざまな認識論、さまざまな知識の哲学を反映していることを提案します。統合生理学は概念駆動型です。実験または観察がテストできるという理論の継続的な形成により、生物学的現象を説明しようとします。統合生理学では、「機能」とは目標または目的を指します。システム生物学はデータ駆動型です。「OMICS」-I.E。、ゲノミクス、遺伝子発現、エピゲノミクス、プロテオミクス、メタボロミクスの観点から生物学的現象を説明します。これは、複雑なカスケードまたはネットワークのコンピューターモデルのデータを描写し、モデルから予測します。システム生物学では、「機能」は目標よりもメカニズムを指します。統合生理学者は、PCO2や血圧などの内部変数の恒常性を強調しています。システム生物学者は、これらの強調を、「調節された変数」（例えば、動脈PCO2および血圧）と「レギュレーター」（例えば、「カルビスタット」と「バロスタット」）を観察できない構成要素であるという点で、目的論的および未満と見なしています。統合生理学者は、生物学的説明を実際には説明ではなく、人間が存在すると信じていない現象を説明できない説明と見なしていますが、感情や最終的には意識的な心など、直接観察することはできません。このエッセイは、自律神経科学を強調し、2つの認識論の歴史をレビューします。システム生物学を使用した統合生理学の和解を予測します。解像度は、目的論的目的を回避し、純粋なメカニズムを超越し、進化に適応性、つまり「ダーウィン医学」を取り入れます。

Homeostasis is a founding principle of integrative physiology. In current systems biology, however, homeostasis seems almost invisible. Is homeostasis a key goal driving body processes, or is it an emergent mechanistic fact? In this perspective piece, I propose that the integrative physiological and systems biological viewpoints about homeostasis reflect different epistemologies, different philosophies of knowledge. Integrative physiology is concept driven. It attempts to explain biological phenomena by continuous formation of theories that experimentation or observation can test. In integrative physiology, "function" refers to goals or purposes. Systems biology is data driven. It explains biological phenomena in terms of "omics"-i.e., genomics, gene expression, epigenomics, proteomics, and metabolomics-it depicts the data in computer models of complex cascades or networks, and it makes predictions from the models. In systems biology, "function" refers more to mechanisms than to goals. The integrative physiologist emphasizes homeostasis of internal variables such as Pco2 and blood pressure. The systems biologist views these emphases as teleological and unparsimonious in that the "regulated variable" (e.g., arterial Pco2 and blood pressure) and the "regulator" (e.g., the "carbistat" and "barostat") are unobservable constructs. The integrative physiologist views systems biological explanations as not really explanations but descriptions that cannot account for phenomena we humans believe exist, although they cannot be observed directly, such as feelings and, ultimately, the conscious mind. This essay reviews the history of the two epistemologies, emphasizing autonomic neuroscience. I predict rapprochement of integrative physiology with systems biology. The resolution will avoid teleological purposiveness, transcend pure mechanism, and incorporate adaptiveness in evolution, i.e., "Darwinian medicine."