곤충이 탈피할 때, 표피소층이 형성된 후에는 탈피액이 활성화되어 옛 외골격의 내원표피를 화학적으로 소화한다. 분해된 산물(아미노산과 키틴질 미소섬유)은 표피소층을 통과하여 새로운 원표피(부드럽고 주름진)로 분비된다. 이 때 분해된 산물이 일단 진피세포에 흡수된 후 배출되는 것인지, 아니면 진피세포를 통하지 않고 바로 원표피로 만들어지는 것인가?

탈피 과정에서의 물질 재흡수 기작

분해된 내원표피의 산물(아미노산, 당 등)은 반드시 진피세포(Epidermal cell)에 의해 흡수된 후, 새로운 표피를 형성하는 재료로 재활용됩니다.

상세 설명

1. 내원표피의 분해: 탈피액 속에 포함된 키틴 분해효소(Chitinase)와 단백질 분해효소(Protease)가 활성화되어 옛 외골격의 내원표피를 액체 상태로 녹입니다.
2. 진피세포로의 흡수: 분해되어 저분자 상태가 된 아미노산과 N-아세틸글루코사민 등은 새로 만들어진 표피소층(Epicuticle)을 통과하여 그 아래에 있는 진피세포 내부로 흡수됩니다.
3. 대사 및 재분비: 진피세포는 흡수한 물질을 다시 조립하거나 대사 과정을 거쳐 새로운 원표피(Procuticle)를 구성할 단백질과 키틴 미소섬유를 합성한 뒤 세포 밖으로 분비합니다.
4. 재활용 효율: 이러한 재흡수 과정을 통해 곤충은 옛 외골격 성분의 약 90% 이상을 회수하여 새로운 표피 형성에 재사용함으로써 에너지 소모를 최소화합니다.

시험 포인트

1. 탈피액은 옛 표피의 성분 중 내원표피만을 소화하며, 경화된 외원표피는 소화하지 못하고 나중에 탈피각으로 버려집니다.
2. 물질의 이동 경로는 [옛 내원표피 분해] → [새로운 표피소층 통과] → [진피세포 흡수] → [새로운 원표피 합성 및 분비]의 과정을 거칩니다.
3. 진피세포는 탈피액의 분비, 분해 산물의 흡수, 새로운 표피 물질의 합성이라는 핵심적인 생화학적 역할을 수행합니다.

관련 용어

1. 표피분리(Apolysis): 진피세포와 옛 표피가 떨어지는 첫 번째 단계
2. 탈피액(Molting fluid): 내원표피를 분해하는 효소가 포함된 액체
3. 키틴(Chitin): 곤충 외골격을 구성하는 주요 다당류
4. 탈피(Ecdysis): 소화되지 않은 옛 표피(외원표피+표피소층)를 벗어던지는 행위