Kaj so micele?

Micele so krogle lipidov, ki nastanejo v vodnih raztopinah. Pri ljudeh nastanejo iz žolčnih soli. Ti micelarni agregati pomagajo transportirati prebavne produkte lipidov v črevesje, da se absorbirajo. Uporabljajo se tudi kot detergenti.

Del hrane, ki jo zaužijemo, je sestavljen iz olj in maščob. Te se med prebavo v želodcu z encimom lipaze razgradijo v lipidom podobne spojine, vključno z maščobnimi kislinami. Dodatna razgradnja poteka v trebušni slinavki z uporabo druge lipaze. Lipaze so za razliko od spojin, ki jih razgradijo, topne v vodi. Za razgradnjo je potrebna pomoč bioloških detergentov, znanih kot žolčne soli, ki jih izločajo žolčnik in jetra.

Micele nastanejo iz žolčnih soli, ki pomagajo narediti maščobne kisline in druge produkte razgradnje lipidov na voljo za razgradnjo z lipazo. Načelo tvorbe micele je podobno, da se olje ne meša z vodo. Veliko razredov lipidov ima glavno skupino, ki je polarna in dobro deluje z vodo. Imajo tudi dve repni skupini, ki sta hidrofobni. Te repne skupine ne sodelujejo dobro z vodo in so raje v skupinah z drugimi hidrofobnimi molekulami, kot je oblika olja.

Pri nizkih koncentracijah so lipidi in maščobne kisline topni v vodi. Gonilni dejavnik za tvorbo micel je, ko te spojine dosežejo višjo koncentracijo, znano kot kritična koncentracija micel (CMC). Pri koncentracijah, večjih od CMC, se hidrofobne repne skupine spontano združijo, da se izognejo vodi. Polarne skupine glav štrlijo, obrnjene proti vodi, središče pa je polno hidrofobnih repov, ki izključujejo vodo. To na splošno daje agregatom micelerja strukturo krogle, čeprav so lahko oblikovani kot disk.

Mešane micele so lahko sestavljene iz različnih spojin, ki niso zelo topne v vodi. Te spojine se raztopijo v središču krogle, kjer se lahko zlijejo s hidrofobnimi repi. Na ta način se z micelarnimi agregati žolčnih soli transportirajo v črevesje, da se nadalje razgradijo. Te strukture so glavni način, kako lipidi pridejo do celične površine črevesja, da se absorbirajo. Hitrost transporta se lahko 1,000-krat poveča kot pri posameznih maščobnih kislinah.

Holesterol, ki ga izločajo jetra, lahko potuje tudi v žolču, v micelah. V vodnih raztopinah je skoraj netopen, vendar je topen v mešanih micelah. Včasih telo proizvaja prenasičen žolč z visokim deležem holesterola. To lahko povzroči nastanek žolčnih kamnov. Druge vrste spojin, ki potujejo v teh micelarnih agregatih, so vitamini, topni v lipidih, kot so A, D, E in K.

Struktura micel je zelo podobna lipidnemu dvosloju bioloških membran. Dvosloji imajo enak tip interakcij. Lipidi pa so obrnjeni drug proti drugemu, kar daje dvojno plast lipidov namesto krogle. Princip je enak kot struktura micelarnih agregatov s hidrofobno notranjostjo in polarno zunanjostjo. Nekatere vrste lipidov se lahko zlahka izmenjujejo v celično membrano iz micelarnega agregata.

Lipidni dvosloji lahko združijo konce, da tvorijo krog, znan kot liposom. Te strukture imajo notranji predel. Liposomi se v medicini uporabljajo kot nosilci za zdravila in encime. To omogoča zdravnikom, da ciljajo na določene organe. Pomaga se izogniti stranskim učinkom, kot so poškodbe tkiva in razpad zdravil, ki se lahko zgodijo, ko se zdravila v telo vnašajo z običajnimi metodami.

Spojine, ki sestavljajo micele, so znane tudi kot površinsko aktivne snovi. To so spojine, ki so topne tako v olju kot v vodi. Omogočajo, da se spojine, ki so komaj topne v vodi, kopičijo v višjih koncentracijah v micelarnih agregatih. Zaradi površinsko aktivnih lastnosti teh agregatov so uporabni kot detergenti. Lahko raztopijo mastne obloge na oblačilih, ki se ne bodo izprale v vodi.

Obstaja še ena vrsta micele, ki je obratna od tipa olje v vodi. Ima vodotopne snovi, raztopljene v organski raztopini. V tem primeru pa so polarne skupine glave v središču micel, medtem ko so hidrofobne skupine na zunanji strani in medsebojno delujejo z organskim topilom.