Первая модель строения биологических мембран была предложена в 1902г

В 1925г Гортер и Грендел показали, что площадь монослоя липидов, экстрагированных из мембран эритроцитов, в 2 раза больше суммарной площади эритроцитов. Гортер и Грендел экстрагировали липиды из гемолизированных эритроцитов ацетоном, затем выпаривали раствор на поверхности воды и измеряли площадь образовавшейся мономолекулярной пленки липидов. На основании результатов этих исследований была высказана идея, что липиды в мембране располагаются в виде бимолекулярного слоя.(рис.1).

Эту гипотезу подтвердили исследования электрических параметров биологических мембран (Коул и Кертис, 1935) высокое электрическое сопряжение = 10⁷Ом·м² и большая емкость с= 0,5·10^-12 .

Биологическую мембрану можно рассматривать как электрический конденсатор, в котором пластинами являются электролиты наружного и внутреннего растворов (внеклеточного и цитоплазматического) с погруженными в них головами липидных молекул.

Проводники разделены диэлектрическим слоем, образованным неполярной частью липидных молекул двойным слоем их хвостов. Липиды – диэлектрики с диэлектрической проницаемостью.ε=2.

Емкость плоского конденсатора

Удельная емкость (на единицу длины)

Отсюда можно найти расстояние между пластинами конденсатора, соответствующие в нашем случае толщине липидной части мембраны

Это соответствует по порядку величины толщине неполярной части бимолекулярного слоя липидов.

Однако мембрана – это не только липидный бислой. Имелись экспериментальные данные, которые свидетельствовали о том, что биологическая мембрана состоит из белковых молекул.

Например, при измерении поверхностного натяжения клеточных мембран было обнаружено, что измеренные значения коэффициента поверхностного натяжения значительно ближе к коэффициенту поверхностного натяжения на границе раздела белок · вода(около 10^-4н/м) решен на границе раздела липид · вода (около 10^-2н/м).эти противоречия эксперементным результатом были устранены Даниелли и Девсоном, предположившими в 1935г – бутербродную модель строения биологических мембран, которая продержалась в мембрологии в течение почти 40 лет.