̽ѡ

Omgivningsfysiologi

Vid enheten för Omgivningsfysiologi studeras betydelsen av omgivningsfaktorer, såsom gravitation, lufttryck och temperatur, för fysiologiska processer hos människa.

En del av:

Verksamheter i extrema miljöer

Ämnet omgivningsfysiologi förknippas ofta med verksamheter i extrema miljöer, exempelvis flygning, dykning och polar- eller ökenexpeditioner. Men de fysiologiska funktioner som sätts på prov i sådana verksamheter är i regel av grundläggande betydelse för människan även i triviala och vardagliga sammanhang. I den omgivningsfysiologiska metodiken ingår belastning som ett sätt att få de normala mekanismerna bakom en kroppsfunktion att ge sig tillkänna.

Enheten för Omgivningsfysiologi delar personal- och laboratorieresurser med

Profile image

Gunnar Schulte

Tillförordnad gruppledare
+46852487933

Publikationer

Alla gruppmedlemmars publikationer

  • Doctoral thesis: 2025
    Brink A
  • Article: AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-REGULATORY, INTEGRATIVE AND COMPARATIVE PHYSIOLOGY. 2025
    Eiken O; Keramidas ME; Elia A; Bowes HM; Kölegård R
  • Doctoral thesis: 2025
    Moes M
  • Thesis / dissertation: KAROLINSKA INSTITUTET. 2025
    Moes M
  • Review: EUROPEAN JOURNAL OF APPLIED PHYSIOLOGY. 2025;:1-17
    Elia A; Lemaitre F
  • Article: AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-REGULATORY, INTEGRATIVE AND COMPARATIVE PHYSIOLOGY. 2025;328(4):R433-R446
    Moes MI; Elia A; Eiken O; Keramidas ME
  • Preprint: BIORXIV. 2025
    Moes MI; Elia A; Eiken O; Keramidas ME
  • Article: MILITARY MEDICINE. 2025;190(1-2):e211-e220
    Norrbrand L; Johannesson B; Gronkvist M
  • Article: CLINICAL PHYSIOLOGY AND FUNCTIONAL IMAGING. 2025;45(1):e12911
    Gottschalk F; Gennser M; Eiken O; Elia A
  • Article: PHYSIOLOGICAL REPORTS. 2024;12(23):e70147
    Gottschalk F; Gennser M; Gunther M; Eiken O; Elia A
  • Letter: INTERNATIONAL JOURNAL OF ENVIRONMENTAL RESEARCH AND PUBLIC HEALTH. 2024;21(11):1486
    Pollock NW; Gennser M; Blogg SL; Risberg J
  • Article: JOURNAL OF NEUROPHYSIOLOGY. 2024;132(5):1571-1576
    Keramidas ME; Kolegard R; Brink A; Eiken O
  • Article: JOURNAL OF THERMAL BIOLOGY. 2024;125:104004
    Kolegard R; Norrbrand L; Eiken O; Keramidas ME
  • Article: JOURNAL OF NEUROPHYSIOLOGY. 2024;132(3):710-721
    Brink A; Keramidas ME; Bergsten E; Eiken O
  • Article: EXPERIMENTAL PHYSIOLOGY. 2024;109(9):1517-1528
    Gottschalk F; Gennser M; Guenther M; Eiken O; Elia A
  • Article: INJURY-INTERNATIONAL JOURNAL OF THE CARE OF THE INJURED. 2024;55(8):111702
    Holtenius J; Mosfeldt M; Enocson A; Berg HE
  • Article: RESPIRATORY PHYSIOLOGY & NEUROBIOLOGY. 2024;323:104228
    Elia A; Barlow MJ; Lees MJ; Petri G; Keramidas ME
  • Article: AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-REGULATORY, INTEGRATIVE AND COMPARATIVE PHYSIOLOGY. 2024;326(4):R319-R329
    Elia A; Gennser M; Eiken O; Keramidas ME
  • Article: EUROPEAN JOURNAL OF APPLIED PHYSIOLOGY. 2024;124(4):1253-1258
    Keramidas ME; Kolegard R; Elia A; Skoldefors H; Eiken O
  • Review: SPORTS MEDICINE. 2024;54(3):541-556
    Beato M; de Keijzer KL; Munoz-Lopez A; Raya-Gonzalez J; Pozzo M; Alkner BA; Dello Iacono A; Vicens-Bordas J; Coratella G; Maroto-Izquierdo S; Gonzalo-Skok O; McErlain-Naylor SA; Martin-Rivera F; Hernandez-Davo JL; Arrones LS; Sabido R; de Hoyo M; Fernandez-Gonzalo R; Norrbrand L
  • Visa fler

Medarbetare och kontakt

Gruppledare

Alla medarbetare i gruppen

ö

Berzelius väg 13, Solna, 171 65 Solna

Forskningsverksamhet

Den verksamhet som bedrivs för Omgivningsfysiologi rör i stor utsträckning medicinska och fysiologiska problem förekommande i militära sammanhang och forskargruppen skall vara expertstöd åt försvarsmakten (FM) vid beslut som rör fysisk belastning eller risk för fysisk skada på människa. Forskningen finansieras därför till största delen genom anslag från Försvarsmakten. Verksamheten omfattar tre huvudområden som i sin tur består av ett antal delprojekt:

I vissa sammanhang måste människor inte bara vistas utan även utföra hårt fysiskt arbeta i extrema klimat eller på höga höjder. I projektet studeras fysiologiska effekter av arbete i heta klimat, särskilt hos individer som samtidigt bär tät klädsel och tung utrustning, exempelvis militära soldater eller brandsoldater.

Vidare studeras fysiologiska svar vid central nedkylning (hypotermi) och perifer nedkylning. Av särskilt intresse är att undersöka samverkan mellan olika faktorer som enskilt påverkar risk för lokal eller central nedkylning vid köldprovokation. Exempel på sådana faktorer är syrebrist, fysisk trötthet och sömnbrist.

Barofysiologi handlar om hur människan påverkas av omgivningstrycket. Påtagliga förändringar i omgivningstrycket uppkommer t ex när man förflyttar sig till höga höjder eller vid dykning. All levande vävnad påverkas av hydrostatiska tryckförändringar, men vid de relativt moderata förändringar som åstadkoms vid allt utom extremt djup dykning, är effekterna av det hydrostatiska trycket mindre än effekterna av förändringen av gassammansättningen i lungluften som antingen orsakas av det förändrade omgivningstrycket eller av tillförsel av exotiska andningsgaser. Barofysiologi är därför i mångt och mycket läran om hur olika andningsgaser påverkar människans fysiologi. Eftersom människan inte kan vistas under vatten under mer än ett fåtal minuter utan att hon tillförs andningsgas är en betydande del av forskningen inriktad på hur människans fysiologi samspelar med dykapparater.

Gasblandningar och dekompressionstabeller

Inom projektet Gasblandningar och dekompressionstabeller bedrivs utveckling och utprovning av dekompressionstabeller med andra gaser än luft (nitrox, trimix) för marinens speciella behov. Dessutom genomförs experiment inriktade på att öka förståelsen för mekanismerna bakom dekompressionssjuka (dykarsjuka). Arbetet innefattar både datorsimulering och prov med frivilliga försökspersoner.

Fysiologisk anpassning av dykapparater

Projektet Dykapparater omfattar bl a studier av hur människans andningsfysiologi påverkas av andning med dykapparat, samt hur oxygendosering i slutna dykapparater ska övervakas och testas på säkraste sätt.

Höghöjdsfysiologi och hypoxi

Inom projektet Höghöjdsfysiologi och hypoxi genomförs studier för att utröna kroppsliga och mentala effekter av låga oxygenpartialtryck och vistelse vid hög höjd. Såväl akuta som långtidseffekter undersöks. I projektet undersöks även faktorer som påverkar risken för höghöjdsdekompressionssjuka i samband med flygning med lågt kabintryck.

Forskningen i flygfysiologi omfattar tre delområden: Spatial desorientering (SD), förhöjd tyngdkraft, tyngdlöshet.

Spatial desorientering

Spatial desorientering (rumsliga sinnesvillor) är den viktigaste enskilda förklaringsfaktorn för haverier vid flygning. Spatial desorientering uppkommer eftersom det vid flygning ofta saknas yttre synreferenser samtidigt som innerörats balansorgan inte kan ge adekvat information om vissa rörelsemönster eller tolka förändringar i tyngdkraftens storlek. Vid avdelningen studeras bl.a. hur komplex stimulering av balanssinnet i centrifug och/eller flygplan inverkar på spatial orienteringsförmåga.

Förhöjd tyngdkraft

Vid flygning i högprestandaplan utsätts piloten för tyngdkrafter som kan vara upp till 9 gånger jordens tyngdkraft (9G), vilket leder till stor belastning på flera av kroppens organsystem. Exempelvis, för att upprätthålla adekvat artärtryck i huvudhöjd då man exponeras för 9G i huvud-fot-riktning måste artärtrycket i hjärthöjd höjas till tre gånger det normala. Detta åstadkoms med hjälp av trycksättning av G-byxor och andningsgas men även genom att piloten utför artärtryckshöjande muskelanspänningsmanövrer. Vid enheten studeras fysiologiska effekter av förhöjd G-belastning och utvecklas G-skydds-utrustning/tekniker.

ղԲö

Flera av de fysiologiska omställningar som uppkommer vid vistelse i tyngdlöshet kan framkallas med hjälp av olika simuleringstekniker, av vilka långvarig, kontinuerlig sängbundenhet, i horisontalläge eller med lätt sänkt huvudända, är den vanligaste. Vid avdelningen studeras fysiologiska effekter – kardiovaskulära, muskuloskelettala, metabola - av långvarig sängbundenhet. Experimenten genomförs i regel i multinationella samarbetsprojekt. Kortvarigt kan tyngdlöshet framkallas genom kontrollerat fritt fall i flygplan, s.k. parabolflygning. Omgivningsfysiologigruppen använder även denna teknik för att studera hur kroppsliga funktioner påverkas av tyngdlöshet.

Militär personal utför en mängd olika fysiskt krävande arbetsuppgifter i sitt dagliga arbete. I projektet utvärderas de fysiska och fysiologiska kraven för olika befattningar genom att studera deras arbete i fält. Projektet syftar bland annat till att utforma gränsvärden för fysisk kapacitet hos militär personal i olika krigsbefattningar.

ööԱäԾԲ

Mycket av den utrustning som används vid avdelningen för omgivningsfysiologi har skapats med anledning av de praktiska problem människan konfronterats med vid flygning och dykning.

Centrifuger

Gondolcentrifugen i Solna, som vid en periferihastighet på c:a 117 km/h genererar 15 gånger jordens tyngdkraft, byggdes med anledning av det stora antal militära flyghaverier som orsakades av medvetandeförlust vid avancerad flygning. Här kunde piloter träna förmågan att upprätthålla blodtrycket i hjärnan vid höga G-tal. Centrifugen används dock huvudsakligen för forskning och teknikutveckling, exempelvis för utveckling av G-skyddsutrustning och för grundfysiologiska studier av bl.a. blodcirkulation, andning (lungfunktion) och balanssinne.

Den omgivningsfysiologiska gruppen bedriver experimentell verksamhet även i den centrifug som finns på Malmslätt utanför Linköping. Med en radie på 9,1 meter (från rotationscentrum till gondolens centrum) och ett maskineri på över 90 ton har denna centrifug kapacitet att på någon sekund accelerera till en periferihastighet på 150 km/h. I gondolen finns en av världens mest avancerade flygsimulatorer, den s.k. Dynamiska flygsimulatorn (DFS), med vars hjälp piloten/försökspersonen kan "flyga" högprestandaplan i virtuell omvärldspresentation och även själv reglera G-kraften i huvud-fot-riktning genom att simulera svängar med olika radie och hastighet.

Den forskning som bedrivs här handlar främst om riskfaktorer vid flygning i militära högprestandaplan och helikoptrar, exempelvis G-inducerad medvetslöshet och rumslig desorientering. Med separata motorer kan gondolen vridas oberoende av den resulterande G-vektorn, vilket innebär unika möjligheter att studera hur människans rumsliga orienteringsförmåga beror av balansorganets olika delar.

Tryckkammare och bassänger

De verktyg som används för att studera effekten av ändrat omgivningstryck är framför allt tryckkamrar. Vid laboratoriet har omgivningsfysiologigruppen både en undertryckskammare där man kan simulera vistelse på hög höjd (>20 000 m.ö.h.) och en övertryckskammare där man kan simulera djupdykning (150 m vattendjup). Gruppen har ett tätt samarbete med svenska marinen och har tillgång till de strömnings- och djupbassänger och den avancerade tryckkammaranläggning som finns vid Marinens Dykeri och Navalmedicinska centrum (DNC) i Karlskrona.

  • M. I. Moes et al., American Journal of Physiology. Regulatory Integrative and Comparative Physiology, vol. 326, no. 3, pp. R197-R209, 2024.
  • M. Beato et al., Sports Medicine, vol. 54, no. 3, pp. 541-556, 2024.
  • M. Beato et al., in European College of Sport Science 2024, Glasgow, UK, 2-5 July 2024, 2024.
  • A. Elia et al., American Journal of Physiology. Regulatory Integrative and Comparative Physiology, vol. 326, pp. R319-R329, 2024.
  • A. Brink et al., Perception, vol. 53, no. 2, pp. 75-92, 2024.
  • L. Norrbrand, B. Johannesson and M. Grönkvist, Military medicine, 2024.
  • M. E. Keramidas et al., European Journal of Applied Physiology, vol. 124, no. 4, pp. 1253-1258, 2024.
  • A. Elia et al., Respiratory Physiology & Neurobiology, vol. 323, 2024.
  • P. Ferentinos et al., Aging Clinical and Experimental Research, vol. 35, pp. S558-S558, 2023.
  • O. Eiken et al., European Journal of Applied Physiology, 2023.
  • F. Gottschalk et al., European Journal of Applied Physiology, vol. 123, no. 9, pp. 2001-2011, 2023.
  • L. Norrbrand et al., in The 6th International Congress on Soldiers Physical Performance, London, UK, 12 – 14 September 2023, 2023.
  • T. Ispoglou et al., Clinical Case Reports, vol. 11, no. 6, 2023.
  • M. E. Keramidas et al., American Journal of Physiology. Regulatory Integrative and Comparative Physiology, vol. 325, no. 1, pp. R21-R30, 2023.
  • L. Norrbrand et al., Military medicine, vol. 188, no. 9-10, pp. e3118-e3126, 2023.
  • M. Sjöberg et al., Sports Biomechanics, vol. 22, no. 6, pp. 767-783, 2023.
  • M. Sjöberg et al., Journal of Strength and Conditioning Research, vol. 37, no. 1, pp. 27-34, 2023.
  • L. Norrbrand, in Cold Weather Operation Conference 2023, Hamar, Norway, 14–16 November 2023, 2023.
  • M. Moes et al., Journal of applied physiology, vol. 135, no. 3, pp. 631-641, 2023.
  • M. D. Koskolou et al., Physiologia, vol. 3, no. 2, pp. 247-258, 2023.
  • A. Tribukait et al., Journal of Vestibular Research-Equilibrium & Orientation, vol. 33, no. 1, pp. 1-19, 2023.
  • M. E. Keramidas et al., American Journal of Physiology. Regulatory Integrative and Comparative Physiology, vol. 323, no. 1, pp. R1-R15, 2022.
  • J. Van Cutsem et al., Frontiers in Neuroscience, vol. 16, 2022.
  • L. Norrbrand, in Swedish Society of Biomechanics meeting 2022, 2022.
  • A. Elia et al., Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, vol. 32, no. 1, pp. 233-241, 2022.
  • M. J. Lees et al., American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism, vol. 322, no. 6, pp. E551-E555, 2022.
  • E. Rosa et al., Military Psychology, vol. 34, no. 2, pp. 224-236, 2022.
  • O. Eiken et al., European Journal of Applied Physiology, 2022.
  • I. B. Mekjavic et al., Frontiers in Physiology, vol. 12, 2022.
  • O. Eiken et al., American Journal of Physiology. Regulatory Integrative and Comparative Physiology, vol. 322, no. 6, pp. R597-R608, 2022.
  • A. Elia et al., Aerospace Medicine and Human Performance, vol. 93, no. 1, pp. 54-57, 2022.
  • R. Ånell et al., Aerospace Medicine and Human Performance, vol. 93, no. 1, pp. 46-49, 2022.
  • L. Norrbrand et al., Military medicine, vol. 188, no. 7-8, pp. e2010-e2017, 2022.
  • L. Norrbrand, in European College of Sport Science ECSS 2022, Sevilla, Spain, 30 Aug - 02 Sep 2022, 2022.
  • P. Lindholm et al., Undersea & Hyperbaric Medicine, vol. 49, no. 3, pp. 367-372, 2022.
  • A. Rosén et al., European Journal of Applied Physiology, vol. 122, no. 4, pp. 993-1005, 2022.
  • A. Rosén et al., European Journal of Applied Physiology, vol. 122, no. 10, pp. 2317-2318, 2022.
  • A. Elia et al., American Journal of Physiology. Regulatory Integrative and Comparative Physiology, vol. 323, no. 6, pp. R839-R848, 2022.
  • F. von Walden et al., Journal of applied physiology, vol. 131, no. 3, pp. 1035-1042, 2021.
  • O. Eiken et al., American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology, vol. 320, no. 4, pp. H1303-H1312, 2021.
  • E. Rosa et al., Aerospace Medicine and Human Performance, 2021.
  • M. Sjöberg et al., Frontiers in Sports and Active Living, vol. 3, 2021.
  • R. Ånell, Doctoral thesis Solna : Kungliga Tekniska högskolan, TRITA-CBH-FOU, 2021:28, 2021.
  • M. E. Keramidas et al., American Journal of Physiology. Regulatory Integrative and Comparative Physiology, vol. 321, no. 5, pp. R742-R750, 2021.
  • R. J. Croft et al., Aerospace Medicine and Human Performance, vol. 92, no. 2, pp. 75-82, 2021.
  • S. N. Kounalakis et al., Experimental Physiology, vol. 106, no. 7, pp. 1498-1507, 2021.
  • E. Rosa et al., Aerospace Medicine and Human Performance, vol. 92, no. 9, pp. 710-719, 2021.
  • M. E. Keramidas et al., Microvascular Research, 2021.
  • U. Ciuha et al., European Journal of Applied Physiology, vol. 121, no. 11, pp. 3005-3015, 2021.
  • M. Grönkvist et al., Aerospace Medicine and Human Performance, vol. 92, no. 4, pp. 248-256, 2021.
Nyckelord:
Fysiologi Fysiologi och anatomi Rymdforskning ղԲڳٲöäԻԲ
ԲԱåԲ첹:
Gunnar Schulte
2025-05-28