Kebutuhan Energi Rendah untuk Mempertahankan Kontraksi Otot Polos. Hanya sekitar 1/10 hingga 1/300 energi yang diperlukan untuk mempertahankan tegangan kontraksi yang sama pada otot polos dibandingkan dengan otot rangka. Hal ini juga diyakini disebabkan oleh siklus perlekatan dan pelepasan jembatan silang yang berlangsung lambat serta karena hanya satu molekul ATP yang diperlukan untuk setiap siklus, terlepas dari durasinya. Penggunaan energi yang sangat hemat oleh otot polos ini sangat penting bagi ekonomi energi keseluruhan tubuh karena organ seperti usus, kandung kemih, kandung empedu, dan visera lainnya sering mempertahankan kontraksi otot tonik hampir tanpa batas waktu.

Lambatnya Awitan Kontraksi dan Relaksasi Jaringan Otot Polos Secara Keseluruhan. Jaringan otot polos yang khas mulai berkontraksi 50 hingga 100 milidetik setelah terangsang, mencapai kontraksi penuh sekitar 0,5 detik kemudian, dan kemudian menurun kekuatan kontraksinya dalam 1 hingga 2 detik berikutnya, sehingga total waktu kontraksi adalah 1 hingga 3 detik. Hal ini sekitar 30 kali lebih lama dibandingkan satu kontraksi tunggal serat otot rangka rata-rata. Namun, karena terdapat banyak jenis otot polos, kontraksi beberapa jenis dapat berlangsung sesingkat 0,2 detik atau selama 30 detik.

Lambatnya awitan kontraksi otot polos, serta kontraksinya yang berkepanjangan, disebabkan oleh lambatnya perlekatan dan pelepasan jembatan silang dengan filamen aktin. Selain itu, inisiasi kontraksi sebagai respons terhadap ion kalsium jauh lebih lambat dibandingkan pada otot rangka, sebagaimana dibahas kemudian.

Gaya Kontraksi Maksimum Sering Lebih Besar pada Otot Polos daripada pada Otot Rangka. Meskipun jumlah filamen miosin relatif sedikit pada otot polos, dan meskipun waktu siklus jembatan silang berlangsung lambat, gaya kontraksi maksimum otot polos sering lebih besar daripada otot rangka—yakni sebesar 4 hingga 6 kg/cm² luas penampang untuk otot polos, dibandingkan dengan 3 hingga 4 kg untuk otot rangka. Gaya besar kontraksi otot polos ini dihasilkan dari lamanya periode perlekatan jembatan silang miosin dengan filamen aktin.

Mekanisme “Latch” Memfasilitasi Pemeliharaan Kontraksi Otot Polos dalam Waktu Lama. Setelah otot polos mencapai kontraksi penuh, jumlah rangsangan yang berlanjut biasanya dapat dikurangi jauh di bawah tingkat awal, namun otot tetap mempertahankan kekuatan kontraksi penuh. Selain itu, energi yang digunakan untuk mempertahankan kontraksi sering kali sangat kecil, kadang hanya sekitar 1/300 dari energi yang diperlukan untuk kontraksi otot rangka yang setara dan berkelanjutan. Hal ini disebut mekanisme “latch”.

Pentingnya mekanisme latch adalah kemampuannya mempertahankan kontraksi tonik yang berkepanjangan pada otot polos selama berjam-jam dengan penggunaan energi yang minimal. Hanya diperlukan sedikit sinyal rangsang lanjutan dari serabut saraf atau sumber hormonal.

Relaksasi Tegangan (Stress-Relaxation) Otot Polos. Karakteristik penting lainnya dari otot polos, terutama tipe unit viseral dari banyak organ berongga, adalah kemampuannya untuk kembali ke hampir kekuatan kontraksi semula beberapa detik atau menit setelah diregangkan atau dipendekkan. Sebagai contoh, peningkatan mendadak volume cairan dalam kandung kemih, yang meregangkan otot polos dinding kandung kemih, menyebabkan peningkatan tekanan yang besar secara langsung. Namun, dalam 15 detik hingga sekitar satu menit berikutnya, meskipun peregangan berlanjut, tekanan kembali hampir tepat ke tingkat semula. Ketika volume kembali ditingkatkan, efek yang sama terjadi lagi.

Sebaliknya, ketika volume tiba-tiba dikurangi, tekanan awalnya turun drastis tetapi kemudian meningkat kembali dalam beberapa detik atau menit ke atau mendekati tingkat semula. Fenomena ini disebut stress-relaxation dan reverse stress-relaxation. Pentingnya fenomena ini adalah memungkinkan organ berongga, kecuali untuk periode singkat, mempertahankan tekanan yang relatif konstan di dalam lumen meskipun terjadi perubahan volume yang besar dalam jangka panjang.

Regulasi Kontraksi oleh Ion Kalsium. Seperti pada otot rangka, rangsangan awal untuk sebagian besar kontraksi otot polos adalah peningkatan ion kalsium intraseluler. Peningkatan ini dapat disebabkan oleh berbagai mekanisme pada berbagai jenis otot polos, seperti stimulasi saraf, stimulasi hormonal, peregangan serat, atau perubahan lingkungan kimia serat. Namun, otot polos tidak mengandung troponin, protein regulator yang diaktifkan oleh ion kalsium untuk menyebabkan kontraksi pada otot rangka. Sebaliknya, kontraksi otot polos diaktifkan oleh mekanisme yang sepenuhnya berbeda, sebagai berikut.

Ion Kalsium Berikatan dengan Kalmodulin untuk Mengaktifkan Miosin Kinase dan Fosforilasi Kepala Miosin. Sebagai pengganti troponin, sel otot polos mengandung sejumlah besar protein regulator lain yang disebut kalmodulin. Meskipun protein ini mirip dengan troponin, cara kerjanya dalam memulai kontraksi berbeda. Kalmodulin mengaktifkan jembatan silang miosin. Aktivasi ini dan kontraksi selanjutnya terjadi melalui urutan berikut:

1. Ion kalsium berikatan dengan kalmodulin.
2. Kompleks kalsium-kalmodulin kemudian berikatan dengan dan mengaktifkan myosin light chain kinase, suatu enzim yang memfosforilasi.
3. Salah satu rantai ringan dari setiap kepala miosin, yang disebut rantai regulator, mengalami fosforilasi sebagai respons terhadap enzim ini. Ketika rantai ini tidak terfosforilasi, siklus perlekatan dan pelepasan kepala miosin dengan filamen aktin tidak terjadi. Namun, ketika rantai regulator terfosforilasi, kepala miosin mampu berikatan berulang dengan filamen aktin dan menjalani seluruh proses siklus tarikan intermiten seperti pada otot rangka, sehingga menyebabkan kontraksi otot.

Gambar 8-3 Konsentrasi ion kalsium intraseluler (Ca++) meningkat ketika Ca++ masuk ke dalam sel melalui saluran kalsium di membran sel atau retikulum sarkoplasma (SR). Ca++ berikatan dengan kalmodulin untuk membentuk kompleks Ca++-kalmodulin, yang kemudian mengaktifkan miosin light chain kinase (MLCK). MLCK memfosforilasi rantai ringan miosin (MLC) yang menyebabkan kontraksi otot polos. Ketika konsentrasi Ca++ menurun, karena pemompaan Ca++ keluar dari sel, prosesnya berbalik dan miosin fosfatase menghilangkan fosfat dari MLC, yang menyebabkan relaksasi.

Miosin Fosfatase Berperan Penting dalam Penghentian Kontraksi. Ketika konsentrasi ion kalsium turun di bawah tingkat kritis, proses yang telah disebutkan sebelumnya secara otomatis berbalik, kecuali fosforilasi kepala miosin. Pembalikan ini memerlukan enzim lain, yaitu miosin fosfatase, yang berada dalam sitosol sel otot polos, yang menghilangkan gugus fosfat dari rantai ringan regulator. Dengan demikian, siklus berhenti dan kontraksi berakhir. Waktu yang diperlukan untuk relaksasi kontraksi otot sangat ditentukan oleh jumlah miosin fosfatase aktif dalam sel.

Kemungkinan Mekanisme Regulasi Fenomena Latch. Karena pentingnya fenomena latch pada otot polos, dan karena fenomena ini memungkinkan pemeliharaan tonus jangka panjang tanpa penggunaan energi yang besar, banyak upaya dilakukan untuk menjelaskannya. Salah satu mekanisme yang paling sederhana adalah sebagai berikut.

Ketika enzim miosin kinase dan miosin fosfatase keduanya sangat aktif, frekuensi siklus kepala miosin dan kecepatan kontraksi menjadi tinggi. Ketika aktivasi enzim menurun, frekuensi siklus juga menurun, tetapi pada saat yang sama, deaktivasi enzim memungkinkan kepala miosin tetap melekat pada filamen aktin untuk waktu yang lebih lama dalam setiap siklus. Oleh karena itu, jumlah kepala yang melekat pada filamen aktin pada suatu waktu tetap besar. Karena jumlah kepala yang melekat menentukan gaya kontraksi statis, tegangan dipertahankan atau “terkunci”; namun energi yang digunakan tetap kecil karena ATP tidak dihidrolisis menjadi ADP kecuali saat kepala miosin terlepas.

Kontrol Saraf dan Hormonal terhadap Kontraksi Otot Polos. Meskipun serat otot rangka dirangsang secara eksklusif oleh sistem saraf, otot polos dapat dirangsang untuk berkontraksi oleh berbagai jenis sinyal: sinyal saraf, stimulasi hormonal, peregangan otot, dan beberapa mekanisme lainnya. Perbedaan utama ini disebabkan oleh adanya berbagai jenis protein reseptor pada membran otot polos yang dapat memulai proses kontraksi. Terdapat pula reseptor lain yang menghambat kontraksi, yang merupakan perbedaan lain dibandingkan otot rangka.

Sambungan Neuromuskular pada Otot Polos

Anatomi Fisiologis Sambungan Neuromuskular Otot Polos. Sambungan neuromuskular yang sangat terstruktur seperti pada serat otot rangka tidak ditemukan pada otot polos. Sebaliknya, serabut saraf otonom yang mempersarafi otot polos umumnya bercabang secara difus di atas lembaran serat otot. Dalam kebanyakan kasus, serabut ini tidak melakukan kontak langsung dengan membran sel otot polos, melainkan membentuk sambungan difus yang melepaskan neurotransmiter ke dalam matriks di sekitar otot polos, beberapa nanometer hingga mikrometer dari sel otot; zat tersebut kemudian berdifusi ke sel.

Selain itu, pada jaringan dengan banyak lapisan sel otot, serabut saraf sering hanya mempersarafi lapisan luar. Eksitasi otot kemudian menyebar ke lapisan dalam melalui hantaran potensial aksi dalam massa otot atau melalui difusi tambahan neurotransmiter.

Akson yang mempersarafi serat otot polos tidak memiliki ujung terminal bercabang khas seperti pada pelat ujung motorik pada serat otot rangka. Sebaliknya, sebagian besar akson terminal halus memiliki banyak varikositas yang tersebar sepanjang sumbunya. Pada titik-titik ini, sel Schwann yang menyelubungi akson terputus sehingga zat transmiter dapat disekresikan melalui dinding varikositas. Di dalam varikositas terdapat vesikel yang mirip dengan yang terdapat pada pelat ujung otot rangka yang mengandung zat transmiter. Namun, berbeda dengan vesikel pada sambungan otot rangka yang selalu mengandung asetilkolin, vesikel pada ujung serabut saraf otonom mengandung asetilkolin pada beberapa serabut dan norepinefrin pada serabut lainnya—serta kadang-kadang zat lain.

Dalam beberapa kasus, terutama pada tipe otot polos multi-unit, varikositas dipisahkan dari membran sel otot hanya sekitar 20 hingga 30 nanometer—sama dengan lebar celah sinaptik pada sambungan otot rangka. Ini disebut sambungan kontak, dan berfungsi hampir sama dengan sambungan neuromuskular otot rangka; kecepatan kontraksi serat otot polos ini jauh lebih cepat dibandingkan dengan serat yang distimulasi oleh sambungan difus.

Zat Transmiter Eksitatorik dan Inhibitorik yang Disekresikan pada Sambungan Neuromuskular Otot Polos. Zat transmiter terpenting yang disekresikan oleh saraf otonom yang mempersarafi otot polos adalah asetilkolin dan norepinefrin, tetapi keduanya tidak pernah disekresikan oleh serabut saraf yang sama. Asetilkolin merupakan zat transmiter eksitatorik untuk serat otot polos pada beberapa organ, tetapi bersifat inhibitorik pada organ lain. Ketika asetilkolin merangsang suatu serat otot, norepinefrin biasanya menghambatnya. Sebaliknya, ketika asetilkolin menghambat suatu serat, norepinefrin biasanya merangsangnya.

Mengapa respons ini berbeda? Jawabannya adalah bahwa baik asetilkolin maupun norepinefrin menimbulkan eksitasi atau inhibisi otot polos dengan terlebih dahulu berikatan dengan protein reseptor pada permukaan membran sel otot. Sebagian reseptor bersifat eksitatorik, sedangkan yang lain bersifat inhibitorik. Dengan demikian, jenis reseptor menentukan apakah otot polos akan dihambat atau dirangsang, serta menentukan transmiter mana yang efektif dalam menimbulkan eksitasi atau inhibisi. Reseptor ini dibahas lebih rinci dalam Bab 60 terkait fungsi sistem saraf otonom.

Potensial Membran dan Potensial Aksi pada Otot Polos

Potensial Membran pada Otot Polos. Nilai kuantitatif potensial membran pada otot polos bergantung pada kondisi sesaat otot tersebut. Dalam keadaan istirahat normal, potensial intraseluler biasanya sekitar −50 hingga −60 milivolt, yaitu sekitar 30 milivolt kurang negatif dibandingkan pada otot rangka.

Potensial Aksi pada Otot Polos Uniter. Potensial aksi terjadi pada otot polos uniter (seperti otot viseral) dengan cara yang sama seperti pada otot rangka. Namun, potensial aksi umumnya tidak terjadi pada sebagian besar tipe otot polos multi-unit, sebagaimana dibahas pada bagian berikutnya.

Potensial aksi pada otot polos viseral terjadi dalam dua bentuk: (1) potensial spike atau (2) potensial aksi dengan plateau.

Potensial Spike. Potensial aksi spike yang khas, seperti yang terlihat pada otot rangka, terjadi pada sebagian besar tipe otot polos uniter. Durasi potensial aksi ini adalah 10 hingga 50 milidetik, seperti ditunjukkan pada Gambar 8-5A. Potensial aksi tersebut dapat dipicu dengan berbagai cara, misalnya melalui stimulasi listrik, oleh kerja hormon pada otot polos, oleh kerja zat transmiter dari serabut saraf, oleh peregangan, atau sebagai hasil pembangkitan spontan dalam serat otot itu sendiri, sebagaimana dibahas kemudian.

Gambar 8-5 A, Potensial aksi otot polos (potensial lonjakan) tipikal yang ditimbulkan oleh stimulus eksternal. B, Potensial lonjakan berulang, yang ditimbulkan oleh gelombang listrik ritmis lambat yang terjadi secara spontan pada otot polos dinding usus. C, Potensial aksi dengan dataran tinggi, direkam dari serat otot polos rahim.

Potensial Aksi dengan Plateau. Gambar 8-5C menunjukkan potensial aksi otot polos dengan plateau. Awitan potensial aksi ini serupa dengan potensial spike yang khas. Namun, alih-alih terjadi repolarisasi cepat pada membran serat otot, repolarisasi tertunda selama beberapa ratus hingga sekitar 1000 milidetik (1 detik). Pentingnya plateau ini adalah kemampuannya menjelaskan kontraksi berkepanjangan yang terjadi pada beberapa jenis otot polos, seperti ureter, uterus dalam kondisi tertentu, dan beberapa jenis otot polos vaskular. (Selain itu, ini juga merupakan jenis potensial aksi yang terlihat pada serat otot jantung yang memiliki periode kontraksi berkepanjangan, sebagaimana dibahas pada Bab 9 dan 10.)

Kanal Kalsium Berperan Penting dalam Pembentukan Potensial Aksi Otot Polos. Membran sel otot polos memiliki jauh lebih banyak kanal kalsium bergantung tegangan dibandingkan kanal natrium, tetapi hanya sedikit kanal natrium bergantung tegangan. Oleh karena itu, natrium berperan kecil dalam pembentukan potensial aksi pada sebagian besar otot polos. Sebaliknya, aliran ion kalsium ke dalam serat terutama bertanggung jawab terhadap potensial aksi. Hal ini terjadi melalui mekanisme regeneratif yang sama seperti pada kanal natrium pada serabut saraf dan serat otot rangka. Namun, kanal kalsium membuka jauh lebih lambat dibandingkan kanal natrium dan tetap terbuka lebih lama. Hal ini sebagian besar menjelaskan adanya potensial aksi plateau yang berkepanjangan pada beberapa serat otot polos.

Fitur penting lainnya dari masuknya ion kalsium ke dalam sel selama potensial aksi adalah bahwa ion kalsium tersebut secara langsung bekerja pada mekanisme kontraktil otot polos untuk menimbulkan kontraksi. Dengan demikian, kalsium menjalankan dua fungsi sekaligus.

Potensial Gelombang Lambat pada Otot Polos Uniter Dapat Menyebabkan Pembangkitan Spontan Potensial Aksi. Beberapa otot polos bersifat self-excitatory. Artinya, potensial aksi timbul dalam sel otot polos itu sendiri tanpa rangsangan eksternal. Hal ini sering dikaitkan dengan adanya ritme gelombang lambat dasar pada potensial membran. Gelombang lambat khas pada otot polos viseral usus ditunjukkan pada Gambar 8-5B. Gelombang lambat itu sendiri bukan merupakan potensial aksi, melainkan sifat lokal dari serat otot polos yang menyusun massa otot.

Penyebab ritme gelombang lambat belum diketahui. Salah satu dugaan adalah bahwa gelombang lambat disebabkan oleh peningkatan dan penurunan aktivitas pemompaan ion positif (kemungkinan ion natrium) ke luar melalui membran serat otot; potensial membran menjadi lebih negatif saat pemompaan natrium meningkat dan kurang negatif saat aktivitas pompa menurun. Dugaan lain adalah bahwa konduktansi kanal ion meningkat dan menurun secara ritmik.

Pentingnya gelombang lambat adalah bahwa jika amplitudonya cukup besar, gelombang ini dapat memicu potensial aksi. Gelombang lambat sendiri tidak menyebabkan kontraksi otot. Namun, ketika puncak potensial gelombang lambat negatif di dalam membran sel meningkat ke arah positif dari −60 menjadi sekitar −35 milivolt (ambang untuk memicu potensial aksi pada sebagian besar otot polos viseral), maka potensial aksi berkembang dan menyebar ke seluruh massa otot sehingga terjadi kontraksi. Gambar 8-5B menunjukkan bahwa pada setiap puncak gelombang lambat, satu atau lebih potensial aksi dapat terjadi. Rangkaian berulang potensial aksi ini menimbulkan kontraksi ritmik pada massa otot polos. Oleh karena itu, gelombang lambat disebut gelombang pacemaker. Dalam Bab 62, dijelaskan bahwa aktivitas pacemaker ini mengontrol kontraksi ritmik usus.

Eksitasi Otot Polos Viseral oleh Peregangan Otot. Ketika otot polos viseral (uniter) diregangkan secara cukup, biasanya akan dihasilkan potensial aksi spontan. Hal ini merupakan hasil kombinasi antara (1) potensial gelombang lambat normal dan (2) penurunan tingkat negatif keseluruhan potensial membran akibat peregangan itu sendiri. Respons terhadap peregangan ini memungkinkan dinding usus, ketika teregang berlebihan, berkontraksi secara otomatis dan ritmik. Sebagai contoh, ketika usus terisi berlebihan oleh isi intestinal, kontraksi otomatis lokal sering menghasilkan gelombang peristaltik yang mendorong isi menjauh dari bagian usus yang terlalu penuh, biasanya menuju arah anus.

Depolarisasi Otot Polos Multi-Unit Tanpa Potensial Aksi

Serat otot polos pada tipe multi-unit (seperti otot pada iris mata atau otot piloerektor pada setiap rambut) biasanya berkontraksi terutama sebagai respons terhadap rangsangan saraf. Ujung saraf mensekresikan asetilkolin pada beberapa jenis otot polos multi-unit dan norepinefrin pada jenis lainnya. Dalam kedua kasus, zat transmiter menyebabkan depolarisasi membran otot polos yang kemudian memicu kontraksi. Potensial aksi biasanya tidak berkembang karena seratnya terlalu kecil untuk menghasilkan potensial aksi. (Pada otot polos viseral uniter, sekitar 30 hingga 40 serat harus mengalami depolarisasi secara bersamaan sebelum potensial aksi yang dapat menyebar sendiri terjadi.) Namun, pada sel otot polos kecil, bahkan tanpa potensial aksi, depolarisasi lokal (disebut potensial junctional) yang disebabkan oleh zat transmiter saraf menyebar secara elektrotonik ke seluruh serat dan sudah cukup untuk menimbulkan kontraksi.

Efek Faktor Jaringan Lokal dan Hormon dalam Menyebabkan Kontraksi Otot Polos Tanpa Potensial Aksi

Kemungkinan sekitar setengah dari seluruh kontraksi otot polos dimulai oleh faktor stimulasi yang bekerja langsung pada mekanisme kontraktil otot polos tanpa melibatkan potensial aksi. Dua jenis faktor stimulasi non-saraf dan non-potensial aksi yang sering terlibat adalah (1) faktor kimia jaringan lokal dan (2) berbagai hormon.

Kontraksi Otot Polos sebagai Respons terhadap Faktor Kimia Jaringan Lokal. Dalam Bab 17 dibahas pengendalian kontraksi arteriola, meta-arteriola, dan sfingter prekapiler. Pembuluh terkecil ini memiliki sedikit atau bahkan tidak memiliki persarafan. Namun, otot polosnya sangat kontraktil dan merespons cepat terhadap perubahan kondisi kimia lokal dalam cairan interstisial di sekitarnya.

Dalam keadaan istirahat normal, banyak pembuluh darah kecil ini tetap dalam keadaan berkontraksi. Namun, ketika diperlukan peningkatan aliran darah ke jaringan, berbagai faktor dapat merelaksasi dinding pembuluh sehingga aliran meningkat. Dengan cara ini, suatu sistem umpan balik lokal yang kuat mengatur aliran darah ke jaringan setempat. Beberapa faktor pengendali spesifik adalah sebagai berikut:

1. Kekurangan oksigen pada jaringan lokal menyebabkan relaksasi otot polos dan vasodilatasi.
2. Kelebihan karbon dioksida menyebabkan vasodilatasi.
3. Peningkatan konsentrasi ion hidrogen menyebabkan vasodilatasi.
   Adenosin, asam laktat, peningkatan ion kalium, penurunan konsentrasi ion kalsium, serta peningkatan suhu tubuh juga dapat menyebabkan vasodilatasi lokal.

Pengaruh Hormon terhadap Kontraksi Otot Polos. Banyak hormon yang beredar dalam darah memengaruhi kontraksi otot polos dalam berbagai derajat, dan beberapa memiliki efek yang sangat besar. Di antara yang paling penting adalah norepinefrin, epinefrin, asetilkolin, angiotensin, endotelin, vasopresin, oksitosin, serotonin, dan histamin.

Suatu hormon menyebabkan kontraksi otot polos ketika membran sel otot mengandung reseptor eksitatorik yang sensitif terhadap hormon tersebut. Sebaliknya, hormon menyebabkan inhibisi jika membran mengandung reseptor inhibitorik.

Mekanisme Eksitasi atau Inhibisi Otot Polos oleh Hormon atau Faktor Jaringan Lokal. Beberapa reseptor hormon pada membran otot polos membuka kanal ion natrium atau kalsium dan menyebabkan depolarisasi membran, seperti pada stimulasi saraf. Kadang-kadang hal ini menimbulkan potensial aksi atau memperkuat potensial aksi yang sudah terjadi. Dalam kasus lain, depolarisasi terjadi tanpa potensial aksi, tetapi tetap memungkinkan masuknya ion kalsium ke dalam sel sehingga memicu kontraksi.

Sebaliknya, inhibisi terjadi ketika hormon (atau faktor jaringan lainnya) menutup kanal natrium dan kalsium sehingga mencegah masuknya ion positif tersebut; inhibisi juga terjadi jika kanal kalium yang biasanya tertutup dibuka, sehingga ion kalium berdifusi keluar dari sel. Kedua mekanisme ini meningkatkan tingkat negativitas di dalam sel otot, suatu keadaan yang disebut hiperpolarisasi, yang sangat menghambat kontraksi otot.

Dalam beberapa kasus, kontraksi atau inhibisi otot polos dimulai oleh hormon tanpa secara langsung mengubah potensial membran. Dalam keadaan ini, hormon dapat mengaktifkan reseptor membran yang tidak membuka kanal ion, tetapi menyebabkan perubahan internal dalam serat otot, seperti pelepasan ion kalsium dari retikulum sarkoplasma intraseluler; kalsium ini kemudian memicu kontraksi. Untuk menghambat kontraksi, mekanisme reseptor lain diketahui mengaktifkan enzim adenilat siklase atau guanilat siklase pada membran sel; bagian reseptor yang menonjol ke dalam sel berikatan dengan enzim ini, sehingga menyebabkan pembentukan siklik adenosin monofosfat (cAMP) atau siklik guanosin monofosfat (cGMP), yang disebut sebagai second messenger. cAMP atau cGMP memiliki banyak efek, salah satunya adalah mengubah tingkat fosforilasi berbagai enzim yang secara tidak langsung menghambat kontraksi. Pompa yang memindahkan ion kalsium dari sarkoplasma ke retikulum sarkoplasma diaktifkan, demikian pula pompa membran sel yang mengeluarkan ion kalsium dari sel; efek-efek ini menurunkan konsentrasi ion kalsium dalam sarkoplasma, sehingga menghambat kontraksi.

Otot polos memiliki keragaman yang besar dalam cara memulai kontraksi atau relaksasi sebagai respons terhadap berbagai hormon, neurotransmiter, dan zat lainnya. Dalam beberapa kasus, zat yang sama dapat menyebabkan relaksasi atau kontraksi pada otot polos di lokasi yang berbeda. Sebagai contoh, norepinefrin menghambat kontraksi otot polos di usus tetapi merangsang kontraksi otot polos pada pembuluh darah.