Su micele su stabilne strukture formirane sferične stotine amfipatskim molekula, odnosno, molekule koje su karakterizirane polarnom (hidrofilne) i nepolarni područje (hidrofobne). Kao i molekule koje ih sačinjavaju, micele imaju snažno hidrofobni centar i površina im je "obložena" hidrofilnim polarnim skupinama.
Oni u većini slučajeva proizlaze iz miješanja grupe amfipatskih molekula s vodom, tako da je to način „stabiliziranja“ hidrofobnih područja mnogih molekula zajedno, a činjenica je vođena učinkom hidrofobne i organizirane od strane van der Waalsovih snaga.
Strukturna shema micele (Izvor: Izvorni engleski: SuperManu. Španjolski: AngelHerraez / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) putem Wikimedia Commons)
I deterdženti i sapuni, kao i određeni stanični lipidi mogu stvarati micele, koji imaju funkcionalnu važnost, barem u životinja, s gledišta apsorpcije masti i transporta tvari topivih u masti.
Fosfolipidi, jedna od najzastupljenijih i najvažnijih klasa lipida za žive stanice, pod određenim uvjetima mogu uz liposome i dvoslojne tvoriti i micelarne strukture.
Micele se također mogu formirati u apolarnom mediju i u tom se slučaju nazivaju "obrnutim micelama", budući da su polarne regije amfipatskih molekula koje ih formiraju "skrivene" u hidrofilnom središtu, dok su apolarni dijelovi u izravnom kontaktu s medijem. koja ih sadrži.
Struktura
Micele se sastoje od amfipatskih molekula ili, drugim riječima, molekula koje imaju hidrofilno područje (nalik vodi, polarno) i drugo hidrofobno područje (vodoodbojno, apolarno).
Među tim molekulama mogu se spomenuti, na primjer, masne kiseline, molekule bilo kojeg deterdženta i fosfolipidi staničnih membrana.
U staničnom kontekstu micela se obično sastoji od masnih kiselina (različitih duljina), čije su polarne karboksilne skupine izložene prema površini agregata, dok su lanci ugljikovodika "skriveni" u hidrofobnom središtu, prihvaćajući tako više ili manje sferne strukture.
Fosfolipidi, koji su druge amfipatske molekule od velikog značaja za stanice, uglavnom nisu u stanju da formiraju micele, jer dva lanca masnih kiselina koji čine njihove „hidrofobne repove“ imaju veliku veličinu i otežavaju bilo kakav oblik pakiranja. sferni.
Stvaranje micela posredovano vodenim okolišem (Izvor: Jwleung / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) putem Wikimedia Commonsa)
Umjesto toga, kad se te molekule nalaze u vodenom mediju, one se "gnijezde" u dvoslojne (slično sendviču); to jest u plosnijim strukturama, gdje je svaka "površina" izložena prema mediju sastavljena od polarnih glava skupina povezanih s glicerolom, a "punjenje" sendviča sastoji se od hidrofobnih repova (masne kiseline esterificirane u ostala dva ugljika kostura glicerola).
Jedini način na koji je moguće da fosfolipid sudjeluje u stvaranju micele je kada se hidrolizom ukloni jedan od njegova dva lanca masnih kiselina.
Organizacija
U miceli, kao što je već spomenuto, "centar" izdvaja nepolarne dijelove molekula koje ih čine i izolira od vode.
Središnje područje micele sastoji se, dakle, od neuređenog okoliša, s karakteristikama poput tekućine, u kojima je mjera polumjera između 10 i 30% manja od one u potpuno proširenim lancima ne-amfipatskih molekula. povezan s molekularnim kompleksom.
Isto tako, površina micele nije homogena, već je prilično "hrapava" i heterogena, od kojih neke studije nuklearne magnetske rezonance pokazuju da je samo trećina pokrivena polarnim dijelovima sastavnih monomera.
Funkcija
Micele imaju vrlo značajne funkcije, kako u prirodi, tako i u industriji i u istraživanju.
S obzirom na svoje funkcije u prirodi, ti su molekularni agregati osobito važni za crijevnu apsorpciju masti (monogliceridi i masne kiseline), jer se miceli različitih veličina i sastava mogu formirati iz masnih molekula koje se unose u hranu i transportiraju ih u hranu unutar stanica crijevne sluznice što omogućava njihovu apsorpciju.
Micele funkcioniraju i u transportu kolesterola (druge klase staničnih lipida) stečenog u prehrani i nekih takozvanih „topivih u mastima“ vitaminima, zbog čega se oni također farmakološki iskorištavaju za transport i primjenu lijekova s apolarnim karakteristikama.
Deterdženti i sapuni koji se svakodnevno koriste za osobnu higijenu ili za čišćenje različitih vrsta površina sastoje se od molekula lipida koji mogu formirati micele kada su u vodenoj otopini.
Ove micele ponašaju se poput sićušnih kuglica u ležaju, dajući sapunskim otopinama njihovu klizavu konzistenciju i podmazujuća svojstva. Djelovanje većine deterdženata vrlo ovisi o njihovoj sposobnosti stvaranja micela.
Na primjer, u istraživanju i proučavanju membranskih proteina, deterdženti se koriste za "pročišćavanje" staničnih lizata lipida koji tvore karakteristične dvoslojne membrane, kao i za odvajanje integralnih membranskih proteina od hidrofobnih komponenti. od ovog.
Trening
Da bismo razumjeli stvaranje micelarnih struktura, posebno u deterdžentima, potrebno je uzeti u obzir pomalo apstraktni koncept: kritičnu micelarnu koncentraciju ili CMC.
Kritična micelarna koncentracija je ona koncentracija amfipatskih molekula pri kojoj se miceli počinju formirati. To je referentna vrijednost iznad koje će povećanje koncentracije ovih molekula završiti samo povećanjem broja micela, a ispod koje su one preferirano organizirane u slojeve na površini vodenog medija koji ih sadrži., 
Razlike i sličnosti između micele i dvosloja koji nastaju fosfolipidi (Izvor: 31. ožujka 2003. u: Korisnik: Stephen Gilbert, 31. ožujka 2003. u: Korisnik: Stephen Gilbert, 27. prosinca 2004. u: Korisnik: Quadell, prijevod Korisnik: imartin6 / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) putem Wikimedia Commonsa)
Stoga je stvaranje micela izravna posljedica "amfifilnosti" površinski aktivnih tvari i jako ovisi o njihovim strukturnim karakteristikama, posebno o odnosu oblika i veličine između polarne i apolarne skupine.
U tom je smislu povoljnije stvaranje micela kada je površina poprečnog presjeka polarne skupine mnogo veća od one apolarne skupine, kao što se događa s slobodnim masnim kiselinama, lizofosfolipidima i deterdžentima poput natrijevog dodecil sulfata (SDS).
Druga dva parametra o kojima ovisi stvaranje micela su:
- Temperatura: definirana je i kritična micelarna temperatura (CMT), što je temperatura iznad koje se favorizira stvaranje micela.
- Jonska čvrstoća: to je prije svega važno za deterdžente ili površinski aktivne tvari ionskog tipa (čija polarna skupina ima naboj)
Reference
- Hassan, PA, Verma, G., i Ganguly, R. (2011). 1 Mekani materijali À Svojstva i primjene. Funkcionalni materijali: Priprema, obrada i primjena, 1.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, Kalifornija, Krieger, M., Scott, poslanik, Bretscher, A.,… & Matsudaira, P. (2008). Molekularna stanična biologija. Macmillan.
- Luckey, M. (2014). Membranska strukturna biologija: s biokemijskim i biofizičkim osnovama. Cambridge University Press.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehningerova načela biokemije (str. 71-85). New York: WH Freeman.
- Tanford, C. (1972). Miceli oblik i veličina. Časopis za fizičku kemiju, 76 (21), 3020-3024.
- Zhang, Y., Cao, Y., Luo, S., Mukerabigwi, JF, & Liu, M. (2016). Nanočestice kao sustavi isporuke lijekova kombinirane terapije za rak. U Nanobiomaterijalima u terapiji raka (str. 253-280). William Andrew Publishing.