Das Exoskelett (Integument) eines Insekts dient nicht nur als schützende Hülle über dem Körper, sondern auch als Oberfläche für die Befestigung der Muskeln, als wasserdichte Barriere gegen Austrocknung und als sensorische Schnittstelle zur Umwelt. Es handelt sich um eine mehrschichtige Struktur mit vier Funktionsbereichen: Epikutikula, Prokutikula, Epidermis und Basalmembran.
Die Epidermis ist in erster Linie ein sekretorisches Gewebe, das aus einer einzigen Schicht von Epithelzellen besteht. Sie ist verantwortlich für die Bildung zumindest eines Teils der Basalmembran sowie aller darüber liegenden Schichten der Cuticula. Die Basalmembran ist eine stützende Doppelschicht aus amorphen Mucopolysacchariden (Basallamina) und Kollagenfasern (retikuläre Schicht). Die Membran dient als Unterlage für die Epidermiszellen und trennt das Hemocoel (die Hauptkörperhöhle des Insekts) wirksam vom Integument.
Die Prokutikula liegt unmittelbar über der Epidermis. Sie enthält Mikrofasern aus Chitin, die von einer Proteinmatrix umgeben sind, deren Zusammensetzung von Insekt zu Insekt und sogar von Ort zu Ort innerhalb des Körpers eines einzelnen Insekts variiert.
Wenn sich die Prokutikula bildet, wird sie in dünnen Lamellen angelegt, wobei die Chitin-Mikrofasern in jeder nachfolgenden Schicht in einem etwas anderen Winkel ausgerichtet sind. In einigen Teilen des Körpers schichtet sich die Prokutikula in eine harte, äußere Exokutikula und eine weiche, innere Endokutikula.
Die Differenzierung der Exokutikula erfolgt durch einen chemischen Prozess (die so genannte Sklerotisierung), der kurz nach jeder Häutung stattfindet. Bei der Sklerotisierung werden einzelne Eiweißmoleküle durch Chinonverbindungen miteinander verbunden. Durch diese Reaktionen „verfestigt“ sich die Proteinmatrix und es entstehen starre „Platten“ des Exoskeletts, die als Sklerite bezeichnet werden. Chinon-Vernetzungen bilden sich nicht in Teilen des Exoskeletts, in denen Resilin (ein elastisches Protein) in hohen Konzentrationen vorhanden ist. Diese Bereiche sind Membranen – sie bleiben weich und flexibel, weil sie nie eine gut differenzierte Exocuticula entwickeln.
Die Epicuticula ist der äußerste Teil der Cuticula. Ihre Aufgabe ist es, den Wasserverlust zu verringern und das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern. Die innerste Schicht der Epikutikula wird oft als Cuticulinschicht bezeichnet, eine Schicht, die aus Lipoproteinen und Fettsäureketten besteht, die in einen Protein-Polyphenol-Komplex eingebettet sind. Direkt über der Cuticulin-Schicht liegt eine orientierte Monoschicht aus Wachsmolekülen, die als Hauptbarriere für die Bewegung von Wasser in den oder aus dem Insektenkörper dient. Bei vielen Insekten bedeckt eine Zementschicht das Wachs und schützt es vor Abrieb.
