Micelas

El carácter anfipáticoglosario o anfifílicoglosario de muchos lípidos (ver Propiedades de los lípidos) hace que, como dedujo Langmuir en 1917, “las moléculas de aceite de una monocapa estén orientadas de modo que sus grupos o cabezas polares se encuentren en contacto con el agua, mientras que sus partes lipídicas apolares se proyectan en el aire, donde están en contacto con las unidades lipídicas de sus vecinas”. Esta la razón por la que el aceite se extiende sobre el agua formando una capa de una sola molécula de grosor (monocapaglosario).

En disoluciones acuosas las moléculas anfifílicas forman micelas en las que los grupos polares están en la superficie y las partes apolares quedan inmersas en el interior de la micela en una disposición que elimina los contactos desfavorables entre el agua y las zonas hidrófobas y permite la solvatación de los grupos de las cadenas polares. En otro tipo de medios, las moléculas anfifílicas se pueden organizar como micelas inversas.

micela
micela

micela inversa
micela inversa

Modelo molecular de una micela

La formación de micelas es un proceso cooperativo, el ensamblaje de pocas moléculas no puede proteger las colas hidrófobas del contacto con el agua; en consecuencia, las disoluciones acuosas de anfífilos no forman micelas hasta que su concentración no sobrepasa un valor, la concentración micelar crítica (CMC), por encima del cual casi todo el anfífilo adicional se agrega para formar micelas. El valor de la CMC depende del tipo de molécula, concretamente de su balance lipofilia/hidrofilia, y así moléculas con regiones hidrófobas largas tienen valores de CMC más bajos (ver datos); de las características de la disolución (fuerza iónica) y de la temperatura.

Las moléculas anfipáticas con una cola hidrófoba única -ácidos grasos libres, lisofosfolípidosglosario, monacilgliceroles, ácidos biliaresglosario, jabonesglosario y detergentesglosario- forman micelas esféricas o elipsoides debido a su forma cónica (la cabeza hidratada de la molécula es más ancha que la cola). En los lípidos anfipáticos biológicos, como glicerofosfolípidosglosario y esfingolípidosglosario, las dos colas hidrófobas hacen que estas moléculas tengan una forma más o menos cilíndrica. Los requerimientos estéricos del empaquetamiento de estas moléculas entre sí dan estructuras similares a discos que en realidad son extensas hojas de grosor bimolecular, bicapasglosario. Una micela es una estructura limitada, normalmente de diámetro menor que 20 nm, mientras que una bicapa lipídica puede tener dimensiones macroscópicas de hasta 1 mm. Las bicapas, con proteínas asociadas, son la base estructural de las membranas biológicas.

micela-cono
micela
bicapa-clindro
bicapa

Las micelas pueden incluir distintos tipos de lípidos y formar así micelas mixtas. Este tipo de micelas son importantes en la digestión y en la absorción intestinal de los lípidos de la dieta.

Bicapas lipídicas

Membranas biológicas