L’esoscheletro (tegumento) di un insetto serve non solo come copertura protettiva del corpo, ma anche come superficie per l’attacco dei muscoli, una barriera impermeabile contro l’essiccazione, e un’interfaccia sensoriale con l’ambiente. È una struttura multistrato con quattro regioni funzionali: epicuticola, procuticola, epidermide e membrana basale.
L’epidermide è principalmente un tessuto secretorio formato da un singolo strato di cellule epiteliali. È responsabile della produzione di almeno una parte della membrana basale e di tutti gli strati sovrastanti di cuticola. La membrana basale è un bilayer di supporto di mucopolisaccaridi amorfi (lamina basale) e fibre di collagene (strato reticolare). La membrana serve come supporto per le cellule epidermiche e separa efficacemente l’emocromo (la cavità principale del corpo dell’insetto) dal tegumento.
La procuticola si trova immediatamente sopra l’epidermide. Contiene microfibre di chitina circondate da una matrice di proteine che varia nella composizione da insetto a insetto e persino da luogo a luogo all’interno del corpo di un singolo insetto.
Quando la procuticola si forma, è disposta in sottili lamelle con microfibre di chitina orientate con un angolo leggermente diverso in ogni strato successivo. In alcune parti del corpo, la procuticola si stratifica in una dura esocuticola esterna e in una morbida endocuticola interna.
La differenziazione dell’esocuticola comporta un processo chimico (chiamato sclerotizzazione) che avviene poco dopo ogni muta. Durante la sclerotizzazione, le singole molecole proteiche sono legate insieme da composti di chinone. Queste reazioni “solidificano” la matrice proteica, creando rigide “piastre” di esoscheletro note come scleriti. I legami incrociati di chinone non si formano in parti dell’esoscheletro dove la resilina (una proteina elastica) è presente in alte concentrazioni. Queste aree sono membrane – rimangono morbide e flessibili perché non sviluppano mai un esocuticolo ben differenziato.
L’epicuticola è la parte più esterna della cuticola. La sua funzione è quella di ridurre la perdita d’acqua e bloccare l’invasione di sostanze estranee. Lo strato più interno dell’epicuticola è spesso chiamato strato di cuticulina, uno strato composto da lipoproteine e catene di acidi grassi incorporati in un complesso proteico-polifenolico. Un monostrato orientato di molecole di cera si trova appena sopra lo strato di cuticulina; serve come barriera principale al movimento dell’acqua dentro o fuori il corpo dell’insetto. In molti insetti uno strato di cemento copre la cera e la protegge dall’abrasione.
