Czym są micele?

Micele to kulki lipidów, które tworzą się w roztworach wodnych. U ludzi powstają z soli żółciowych. Te agregaty micelarne pomagają transportować produkty trawienne lipidów do jelita w celu ich wchłonięcia. Są również używane jako detergenty.

Część spożywanego przez nas jedzenia składa się z olejów i tłuszczów. Są one rozkładane podczas trawienia w żołądku przez enzym lipazy do związków lipidopodobnych, w tym kwasów tłuszczowych. Dodatkowa degradacja zachodzi w trzustce za pomocą innej lipazy. Lipazy są rozpuszczalne w wodzie, w przeciwieństwie do związków, które rozkładają. Degradacja wymaga pomocy biologicznych detergentów zwanych solami żółciowymi, wydzielanych przez woreczek żółciowy i wątrobę.

Micele są produkowane z soli żółciowych, które pomagają w udostępnianiu kwasów tłuszczowych i innych produktów rozpadu lipidów do rozkładu przez lipazę. Zasada tworzenia miceli jest podobna do zasady, że olej nie miesza się z wodą. Wiele klas lipidów ma grupę czołową, która jest polarna i dobrze oddziałuje z wodą. Mają również dwie grupy ogonów, które są hydrofobowe. Te grupy ogonowe nie oddziałują dobrze z wodą i wolą być w klastrach z innymi hydrofobowymi cząsteczkami, takimi jak forma oleju.

W niskich stężeniach lipidy i kwasy tłuszczowe są rozpuszczalne w wodzie. Czynnikiem napędzającym powstawanie miceli jest osiągnięcie przez te związki wyższego stężenia, znanego jako krytyczne stężenie micelarne (CMC). Przy stężeniach większych niż CMC, hydrofobowe grupy ogonowe spontanicznie łączą się, aby uniknąć wody. Grupy głów polarnych wystają, zwrócone w stronę wody, podczas gdy środek jest pełen hydrofobowych ogonów, które wykluczają wodę. Na ogół nadaje to agregatom micelarnym strukturę kuli, chociaż mogą one mieć kształt dysku.

Micele mieszane mogą składać się z różnych związków słabo rozpuszczalnych w wodzie. Związki te rozpuszczają się w centrum kuli, gdzie mogą łączyć się z hydrofobowymi ogonami. W ten sposób są transportowane przez micelarne agregaty soli żółciowych do jelita, gdzie są dalej rozkładane. Struktury te są głównym sposobem wchłaniania lipidów na powierzchnię komórki jelita. Szybkość transportu można zwiększyć 1,000 razy w stosunku do poszczególnych kwasów tłuszczowych.

Cholesterol wydzielany przez wątrobę może również przemieszczać się w żółci, w micelach. Jest praktycznie nierozpuszczalny w roztworach wodnych, ale jest rozpuszczalny w mieszanych micelach. Czasami organizm wytwarza przesyconą żółć o wysokim stosunku cholesterolu. Może to prowadzić do powstawania kamieni żółciowych. Inne rodzaje związków, które przemieszczają się w tych agregatach micelarnych, to witaminy rozpuszczalne w tłuszczach, takie jak A, D, E i K.

Struktura miceli jest bardzo podobna do dwuwarstwy lipidowej błon biologicznych. Dwuwarstwy mają ten sam rodzaj interakcji. Lipidy jednak leżą naprzeciw siebie, tworząc podwójną warstwę lipidów zamiast kuli. Zasada jest taka sama jak budowa agregatów micelarnych o hydrofobowym wnętrzu i polarnym zewnętrzu. Niektóre typy lipidów mogą łatwo przechodzić do błony komórkowej z agregatu micelarnego.

Dwuwarstwy lipidowe mogą łączyć końce, tworząc krąg znany jako liposom. Struktury te mają wewnętrzną komorę. Liposomy są wykorzystywane w medycynie jako nośniki leków i enzymów. Dzięki temu lekarze mogą celować w określone narządy. Pomaga uniknąć skutków ubocznych, takich jak uszkodzenie tkanek i rozpad leków, które mogą wystąpić, gdy leki są wprowadzane do organizmu zwykłymi metodami.

Związki tworzące micele są również znane jako środki powierzchniowo czynne. Są to związki rozpuszczalne zarówno w oleju, jak iw wodzie. Pozwalają one związkom słabo rozpuszczalnym w wodzie gromadzić się do wyższych stężeń w agregatach micelarnych. Właściwości powierzchniowo czynne tych agregatów czynią je użytecznymi jako detergenty. Mogą rozpuszczać tłuste osady na ubraniach, które nie zmywają się w wodzie.

Istnieje inny rodzaj miceli, który jest odwrotnością typu olej w wodzie. Posiada substancje rozpuszczalne w wodzie rozpuszczone w roztworze organicznym. W tym przypadku jednak polarne grupy czołowe znajdują się w środku miceli, podczas gdy grupy hydrofobowe znajdują się na zewnątrz, oddziałując z rozpuszczalnikiem organicznym.