Las micelas son esferas de lípidos que se forman en soluciones acuosas. En los humanos, se forman a partir de sales biliares. Estos agregados micelares ayudan a transportar los productos digestivos de los lípidos al intestino para ser absorbidos. Además, se usan como detergentes.
Una porción de los alimentos que comemos está hecha de aceites y grasas. Estos se degradan durante la digestión en el estómago, por una enzima lipasa, en compuestos similares a los lípidos, incluidos los ácidos grasos. Se produce una degradación adicional en el páncreas usando una lipasa diferente. Las lipasas son solubles en agua, a diferencia de los compuestos que degradan. La degradación requiere la ayuda de detergentes biológicos conocidos como sales biliares, secretados por la vesícula biliar y el hígado.
Las micelas se producen a partir de las sales biliares que ayudan a que los ácidos grasos y otros productos de descomposición de lípidos estén disponibles para la degradación por una lipasa. El principio de la formación de micelas es como el del aceite que no se mezcla con el agua. Muchas clases de lípidos tienen un grupo principal que es polar e interactúa bien con el agua. También tienen dos grupos de cola que son hidrófobos. Estos grupos de cola no interactúan bien con el agua y prefieren estar agrupados con otras moléculas hidrofóbicas, como una forma de aceite.
A bajas concentraciones, los lípidos y los ácidos grasos son solubles en agua. El factor impulsor para la formación de micelas es cuando estos compuestos alcanzan una concentración más alta, conocida como la concentración crítica de micelas (CMC). A concentraciones mayores que la CMC, los grupos de cola hidrofóbicos se unen espontáneamente para evitar el agua. Los grupos de cabeza polar sobresalen, mirando hacia el agua, mientras que el centro está lleno de colas hidrofóbicas que excluyen el agua. Esto generalmente le da a los agregados de micelas la estructura de una esfera, aunque pueden tener la forma de un disco.
Las micelas mixtas pueden estar compuestas de varios compuestos que no son muy solubles en agua. Estos compuestos se disuelven en el centro de la esfera donde pueden mezclarse con las colas hidrofóbicas. De esta manera, son transportados por agregados micelares de sales biliares al intestino para su posterior descomposición. Estas estructuras son la forma principal en que los lípidos llegan a la superficie celular del intestino para ser absorbidos. La velocidad de transporte se puede aumentar 1,000 veces sobre la de los ácidos grasos individuales.
El colesterol secretado por el hígado también puede viajar en la bilis, en micelas. Es prácticamente insoluble en soluciones acuosas, pero es soluble en micelas mixtas. A veces, el cuerpo produce bilis super saturada con una alta proporción de colesterol. Esto puede conducir a la formación de cálculos biliares. Otros tipos de compuestos que viajan en estos agregados micelares son las vitaminas liposolubles, como A, D, E y K.
La estructura de las micelas es muy similar a la bicapa lipídica de las membranas biológicas. Las bicapas tienen el mismo tipo de interacciones. Los lípidos, sin embargo, se enfrentan entre sí dando una doble capa de lípidos en lugar de una esfera. El principio es el mismo que la estructura de los agregados micelares con un interior hidrófobo y un exterior polar. Algunos tipos de lípidos pueden intercambiar fácilmente en la membrana celular, desde el agregado micelar.
Las bicapas lipídicas pueden unir extremos para formar un círculo conocido como liposoma. Estas estructuras tienen un compartimento interno. Los liposomas se usan médicamente como portadores de medicamentos y enzimas. Esto permite a los médicos apuntar a órganos particulares. Ayuda a evitar efectos secundarios como daño tisular y descomposición de medicamentos que pueden ocurrir cuando los medicamentos se introducen en el cuerpo por métodos normales.
Los compuestos que forman las micelas también se conocen como tensioactivos. Estos son compuestos que son solubles tanto en aceite como en agua. Permiten que los compuestos que son apenas solubles en agua se acumulen a concentraciones más altas dentro de los agregados micelares. Las propiedades tensioactivas de estos agregados los hacen útiles como detergentes. Pueden disolver depósitos aceitosos en la ropa que no se lavará con agua.
Hay otro tipo de micela que es el reverso del tipo de aceite en agua. Tiene sustancias solubles en agua disueltas en una solución orgánica. En este caso, sin embargo, los grupos de cabeza polar están en el centro de las micelas, mientras que los grupos hidrófobos están en el exterior, interactuando con el solvente orgánico.