На мицелите са стабилни сферични структури, образувани от стотици амфипатични молекули, т.е. молекули, които се характеризират с полярен (хидрофилен) и неполярен област (хидрофобни). Подобно на молекулите, които ги съставят, мицелите имат силно хидрофобен център и повърхността им е "облицована" с хидрофилни полярни групи.
В повечето случаи те се получават от смесването на група амфипатни молекули с вода, така че това е начин за "стабилизиране" на хидрофобните участъци на много молекули заедно, факт, който се ръководи от ефекта хидрофобни и организирани от сили на ван дер Ваалс.
Структурната схема на мицела (Източник: Оригинален английски: SuperManu. Испански: AngelHerraez / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) чрез Wikimedia Commons)
Както детергентите и сапуните, така и някои клетъчни липиди могат да образуват мицели, които имат функционално значение, поне при животни, от гледна точка на усвояването на мазнините и транспортирането на мастноразтворими вещества.
Фосфолипидите, един от най-изобилните и важни класове липиди за живи клетки, при определени условия могат да образуват освен липозоми и двуслойни мицеларни структури.
Мицелите също могат да се образуват в аполарна среда и в този случай те се наричат "обратни мицели", тъй като полярните участъци на амфипатните молекули, които ги образуват, са "скрити" в хидрофилния център, докато аполарните части са в пряк контакт със средата. който ги съдържа.
структура
Мицелите са изградени от амфипатни молекули или с други думи молекули, които имат хидрофилна област (подобна на вода, полярна) и друга хидрофобна област (водоотблъскваща, аполарна).
Сред тези молекули могат да бъдат споменати мастни киселини, молекули на всеки детергент и фосфолипиди на клетъчни мембрани, например.
В клетъчния контекст мицела обикновено се състои от мастни киселини (с променлива дължина), чиито полярни карбоксилни групи са изложени на повърхността на агрегата, докато въглеводородните вериги са „скрити“ в хидрофобен център, като по този начин се приема повече или по-малко сферична структура.
Фосфолипидите, които са други амфипатични молекули от голямо значение за клетките, обикновено не са в състояние да образуват мицели, тъй като двете вериги на мастните киселини, които съставят своите „хидрофобни опашки“, заемат големи размери и затрудняват всяка форма на опаковане. сферична.
Образуването на мицела, медиирана от водната среда (Източник: Jwleung / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) чрез Wikimedia Commons)
Вместо това, когато тези молекули са във водна среда, те се „сгушват“ в бислоеве (подобно на сандвич); тоест в по-плоски структури, където всяка от "повърхностите", изложени на средата, е съставена от полярните глави на групите, прикрепени към глицерол, а "пълнежът" на сандвича се състои от хидрофобни опашки (мастните киселини се естерифицират до другите два въглерода от скелета на глицерола).
Единственият начин, по който е възможно фосфолипидът да участва в образуването на мицела е, когато една от двете й вериги на мастни киселини се отстранява чрез хидролиза.
организация
В мицела, както беше споменато, "центърът" секвестира неполярните части на молекулите, които ги съставят, и ги изолира от водата.
Централният участък на мицела се състои от силно нарушена среда с характеристики, подобни на течности, в които радиусната мярка е между 10 и 30% по-малка от тази на напълно разширените вериги от не-амфипатни молекули. свързани с молекулния комплекс.
По същия начин повърхността на мицела не е хомогенна, а по-скоро "грапава" и хетерогенна, от които някои изследвания на ядрено-магнитен резонанс показват, че само една трета е покрита от полярните части на съставните мономери.
функция
Мицелите имат много значими функции, както в природата, така и в промишлеността и в научните изследвания.
По отношение на функциите си в природата, тези молекулни агрегати са особено важни за чревната абсорбция на мазнини (моноглицериди и мастни киселини), тъй като мицелите с различни размери и състави могат да се образуват от погълнатите с храната мастни молекули и да ги транспортират до храната вътре в клетките на чревната лигавица, което прави възможно тяхното усвояване.
Мицелите също функционират в транспортирането на холестерол (друг клас клетъчни липиди), придобити чрез диетата, и на някои така наречени „мастноразтворими“ витамини, поради което те също се използват фармакологично за транспортиране и прилагане на лекарства с аполарни характеристики.
Детергентите и сапуните, използвани ежедневно за лична хигиена или за почистване на различни видове повърхности, са съставени от липидни молекули, способни да образуват мицели, когато са във воден разтвор.
Тези мицели се държат като малки топчета в лагер, придавайки на сапунени разтвори хлъзгавата си консистенция и смазочни свойства. Действието на повечето почистващи препарати е силно зависимо от способността им да произвеждат мицели.
При изследването и изследването на мембранните протеини например, детергентите се използват за „пречистване“ на клетъчните лизати на липидите, които образуват характерните двуслойни мембрани, както и за отделяне на интегралните протеини на мембраната от хидрофобните компоненти. от това.
обучение
За да се разбере формирането на мицеларни структури, особено в детергентите, е необходимо да се вземе предвид някак абстрактно понятие: критичната мицеларна концентрация или СМС.
Критичната мицеларна концентрация е тази концентрация на амфипатни молекули, при която мицелите започват да се образуват. Това е референтна стойност, над която увеличаването на концентрацията на тези молекули ще завърши само с увеличаване на броя на мицелите и под която те са за предпочитане организирани в слоеве на повърхността на водната среда, която ги съдържа., 
Разлики и прилики между мицела и двуслоен, образуван от фосфолипиди (Източник: 31 март 2003 г. в: Потребител: Стивън Гилбърт, 31 март 2003 г. в: Потребител: Стивън Гилбърт, 27 декември 2004 г. в: Потребител: Quadell, превод Потребител: imartin6 / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) чрез Wikimedia Commons)
По този начин образуването на мицели е пряка последица от "амфифилността" на повърхностноактивните вещества и е силно зависимо от техните структурни характеристики, особено от връзката на формата и размера между полярната и аполарната групи.
В този смисъл образуването на мицели е благоприятно, когато площта на напречното сечение на полярната група е много по-голяма от тази на аполарната група, както се случва със свободните мастни киселини, с лизофосфолипидите и с детергентите като натриев додецил сулфат (SDS).
Други два параметъра, от които зависи образуването на мицела, са:
- Температура: критичната мицеларна температура (CMT) също е дефинирана, което е температурата, над която се предпочита образуването на мицели
- Йонна якост: което е приложимо преди всичко за детергенти или повърхностноактивни вещества от йонен тип (чиято полярна група има заряд)
Препратки
- Hassan, PA, Verma, G., & Ganguly, R. (2011). 1 Меки материали À Свойства и приложения. Функционални материали: Подготовка, обработка и приложения, 1.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, Bretscher, A.,… & Matsudaira, P. (2008). Молекулярно-клетъчна биология. Macmillan.
- Luckey, M. (2014). Мембранна структурна биология: с биохимични и биофизични основи. Cambridge University Press.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Принципите на Ленингер в биохимията (стр. 71-85). Ню Йорк: WH Freeman.
- Tanford, C. (1972). Форма и размер на мицела. The Journal of Physical Chemistry, 76 (21), 3020-3024.
- Zhang, Y., Cao, Y., Luo, S., Mukerabigwi, JF, & Liu, M. (2016). Наночастици като системи за доставяне на лекарства от комбинирана терапия за рак. В нанобиоматериали в раковата терапия (стр. 253-280). Издателство Уилям Андрю.