Mekanisme Kontraksi Otot Polos

Sel otot polos adalah sel otot yang memiliki bentuk memanjang dengan kedua ujungnya yang runcing dan nukleus terletak di tengah sel otot. Serat miofibril pada otot polos bersifat homogen dan lebih kecil dari serabut otot lurik. oto polos terdiri dari serabut-serabut kecil yang umumnya berdiameter 1-5 mikrometer dan panjangnya hanya 20-500 mikrometer dan oto polos tidak memperlihatkan gambaran garis lintang.

Otot polos mempunyai aktin, myosin, dan tropomyosin, tetapi tidak mempunyai troponin. Juga terdapat reticulum sarkoplasmik yang tidak berkembang dengan baik.

Otot polos terdapat pada dinding pembuluh darah, dinding saluran pencernaan, paru-paru, dan ovarium. Otot ini bersifat lambat bereaksi dalam menerima rangsang, tetapi tahan terhadap kelelahan, dan bekerja di bawah pengaruh saraf tak sadar. Cara kerja otot polos tidak menurut perintah otak, tetapi terjadi diluar kesadaran otak. Itulah penyebab otot polos disebut juga otot tak sadar (otonom).

Struktur Otot Polos

1. Jenis-Jenis Otot Polos

Otot polos terbagi dua yakni otot polos unit ganda (multi unit) dan otot polos unit tunggal (single unit), lihat penjelasan dari jenis-jenis otot polos seperti yang ada dibawah ini..
A. Otot Polos Unit Ganda (Multi Unit) : 
Otot polos unit ganda adalah otot yang terdiri atas serabut yang berbeda-beda dan setiap dari serabut-serabut ini bekerja secara tersendiri tampa saling membantu dengan serabut-serabut pada otot polos lainnya. Contohnya pada siliaris mata, otot piloerektor dimana otot ini menyebabkan rambut berdiri ini tidak lain dari rangsangan simpatis
B. Otot Polos Unit Tunggal (Single Unit)
Otot polos unit tunggal adalah otot yang memiliki ratusan sampai jutaan serabut yang saling berkontraksi dan membrane selnya melekat satu sama lain pada tempat yang berbeda akibatnya memudahkan serabut dapat disebarkan ke serabut lainnya.

Jenis otot polos single unit dan multi unit smooth muscle

2. Ciri-Ciri Otot Polos

Ciri-ciri otot polos antara lain sebagai berikut..

• Bentuk otot polos seperti gelondong
• Kedua ujungnya meruncing dan bagian tengahnya menggelembung
• Tiap sel otot polos memiliki satu inti sel yang terletak di tengah.
• Otot polos merupakan otot tak sadar (otonom)
• Waktu kontraksi otot polos dari 3 sampai 180 detik
• Biasanya otot polos terdapat pada bagian usus, saluran peredaran darah, otot saluran kemih, pembuluh darah dan lain-lainnya.
• Otot polos berkontraksi dengan refleks karna otot polos merupakan otot tak sadar (otonom)
• Otot polos tidak memiliki garis yang melintang seperti yang ada pada otot lurik
• Otot polos memiliki reaksi yang lambat dan tidak mudah lelah atau terus menerus bekerja walaupun kita tidur.

Bagian-bagian otot polos

1.1 Mekanisme Kontraksi pada Otot Polos

A.. Dasar Kimiawi untuk Kontraksi Otot Polos

Otot polos mengandung filamen aktin dan myosin yang mempunyai sifat kimiawi mirip dengan sifat kimiawi filamen aktin dan myosin pada otot rangka. Otot polos tidak mengandung kompleks troponin normal yang dibutuhkan pada pengaturan kontraksi otot rangka, sehingga mekanisme pengaturan kontraksinya berbeda.

Penelitian kimiawi menunjukkan bahwa filamen aktin dan myosin yang berasal dari otot polos akan saling berinteraksi satu sama lain dengan cara yang sama dengan interaksi kedua filament tersebut lakukan di otot rangka. Selanjutnya proses kontraksi diaktifkan oleh ion kalsium dan adenosine trifosfat (ATP) yang dipecah menjadi adenosine difosfat (ADP) untuk memberikan energi bagi kontraksi.

B. Dasar Fisika Kontraksi Otot Polos

Otot polos tidak mempunyai susunan bergaris filamen aktin dan myosin yang sama seperti yang dijumpai di otot rangka. Namun teknik mikrografi electron memberikan kesan adanya susunan fisik, menunjukkan sejumlah besar filamen aktin yang terlekat pada sesuatu yang disebut badan padat (dense bodies).

Beberapa dari badan ini melekat pada membrane sel, sedangkan yang lainnya tersebar di dalam sel. Beberapa membrane badan padat dari sel-sel yang berdekatan terikat bersama-sama oleh jembatan protein antarsel, melalui ikatan inilah kekuatan kontraksi dijalarkan dari satu sel ke sel berikutnya.

Di antara filament-filamen aktin dalam serabut otot terdapat filament myosin yang terletak bertebaran. Filamen myosin ini mempunyai diameter dua kali lebih besar dari filamen aktin. Kebanyakan filament myosin mempunyai sesuatu yang disebut jembatan silang ‘side-polar’ yang tersusun sehingga jembatan pada satu sisi berayun ke satu arah dan yang lainnya berayun ke arah sebaliknya.

Hal ini menyebabkan myosin menarik filamen aktin ke satu arah pada satu sisi ketika secara bersamaan menarik filamen aktin yang lain kea rah sebaliknya pada sisi lain. Keuntungan dari susunan ini menyebabkan otot polos dapat berkontraksi hingga 80% dari panjangnya dibandingkan otot rangka yang kontraksinya terbatas, yaitu kurang dari 30% panjangnya.

Mekanisme kontraksi otot polos

C. Perbandingan antara Kontraksi Otot Polos dan Kontraksi Otot Rangka

Walaupun sebagian besar otot rangka dapat berkontraksi dan berelaksasi secara tepat, tetapi sebagian besar kontraksi otot polos merupakan kontraksi tonik yang dapat berlangsung lama, dan kadang berlangsung hingga berjam-jam atau bahkan berhari-hari. Ada dugaan bahwa baik sifat fisik maupun kimiawi dari kontraksi otot polos dan kontraksi otot rangka berbeda. Beberapa perbedaan tersebut adalah sebagai berikut.

D. Siklus Lambat dari Jembatan Silang Myosin

Kecepatan siklus dari jembatan silang myosin pada otot polos yaitu, pelekatan pada aktin kemudian melepas dari aktin, dan pelekatan kembali untuk siklus berikutnya—berlangsung lebih lambat pada otot polos dibandingkan pada otot rangka. Bahkan frekuensinya sampai sekecil 1/10 sampai 1/300 frekuensi siklus di otot rangka.

Fraksi waktu saat jembatan silang tetap melekat pada filamen aktin, yang merupakan faktor utama yang menentukan kekuatan kontraksi, diduga sangat bertambah pada otot polos. Kemungkinan siklus yang lambat ini adalah karena kepala jembatan-silang memiliki aktivitas ATP-ase yang jauh lebih lemah daripada aktivitas ATP-ase pada otot rangka, sehingga pemecahan ATP yang member energy bagi pergerakan kepala jembatan-silang menjadi jauh berkurang sesuai dengan lambatnya siklus.

E. Kebutuhan Energi untuk Mempertahankan Kontraksi Otot Polos

Hanya dibutuhkan energy sebesar 1/10 hingga 1/300 untuk mempertahankan agar tegangan kontraksi pada otot polos menjadi sama dengan tegangan pada otot rangka. Hal ini diduga berasal dari siklus pelekatan dan pelepasan jembatan-silang yang berlangsung lambat dan karena hanya satu molekul ATP saja yang dibutuhkan untuk setiap siklus tanpa memperhatikan lama kerjanya.

Penggunaan sedikit energy oleh otot polos ini secara luas bersifat penting bagi keseluruhan ekonomi energi tubuh, karena organ-organ seperti usus, kandung kemih, kandung empedu, dan organ visera lainnya sering harus mempertahankan tonik kontraksi otot hamper dalam waktu yang tak terbatas.

F. Kelambatan Onset Kontraksi dan Relaksasi Seluruh Jaringan Otot Polos

Jaringan otot polos yang tipikal akan mulai berkontraksi 50 sampai 100 milidetik setelah otot polos dirangsang, lalu mencapai kontraksi penuh sekitar 0,5 detik kemudian, dan selanjutnya kekuatan kontraksi otot ini berkurang dalam waktu 1 hingga 2 detik berikutnya, sehingga menghasilkan waktu kontraksi total 1 hingga 3 detik. Karena ada begitu banyak jenis otot polos, kontraksi pada beberapa tipe dapat berlangsung sesingkat 0,2 detik atau selama 30 detik.

G. Daya Kontraksi Otot

Walaupun secara relative terdapat sedikit filament myosin dalam otot polos, dan meskipun terdapat waktu siklus yang lambat pada jembatan-silang, daya kontraksi maksimum pada otot polos seringkali lebih besar daripada daya kontraksi maksimum pada otot rangka---sebesar 4 sampai 6 kg/cm2 daerah irisan melintang untuk otot polos dibandingkan dengan 3 sampai 4 kg untuk otot rangka. Kekuatan kontraksi yang besar berasal dari masa pelekatan jembatan silang ke filamen aktin yang berlangsung lama.

H. Mekanisme ‘Latch’ untuk Mempertahankan Kontraksi yang Lama pada Otot Polos

Begitu otot polos telah mengalami kontraksi sempurna, jumlah eksitasi yang berlanjut biasanya dapat dikurangi hingga tingkat yang jauh lebih rendah daripada tingkat permulaan, dan ternyata otot mempertahankan kekuatan kontraksi penuhnya.

Selanjutnya energy yang digunakan untuk mempertahankan kontraksi seringkali sedikit, kadang hanya 1/3000 dari energy yang dibutuhkan oleh otot rangka untuk mempertahankan kontraksi yang sama, peristiwa ini disebut dengan mekanisme ‘latch’.

Makna penting dari mekasnisme latch adalah bahwa mekanisme ini dapat mempertahankan kontraksi tonik yang lama pada otot polos selama berjam-jam dengan menggunakan sedikit energy. Selain itu, dibutuhkan sedikit sinyal eksitatorik berlanjut yang berasal dari serabut saraf atau sumber hormonal.

I. Stress-Relaksasi Otot Polos

Gambaran penting lain dari otot polos, khususnya jenis otot polos unit-tunggal visceral dari banyak organ berongga, adalah kemampuan untuk kembali mendekati kekuatan kontraksi asalnya dalam waktu beberapa detik atau beberapa menit setelah otot tersebut memanjang atau memendek.

Sebagai contoh: Peningkatan volume cairan dalam kandung kemih yang berlangsung tiba-tiba, sehingga meregangkan otot polos dalam dinding kandung kemih, akan menghasilkan peningkatan tekanan yang besar dan cepat dalam kandung kemih. Namun, selama kira-kira 15detik hingga satu menit berikutnya, meskipun terus terjadi regangan pada dinding kandung kemih, tekanan akan kembali hampir tepat ke nilai asalnya.

Kemudian, bila volume meningkat lagi akibat penyebab lain, efek yang sama kembali terjadi. Sebaliknya, bila volume menurun secara tiba-tiba, mula-mula tekanan akan menurun menjadi sangat rendah tetapi kemudian dalam beberapa detik atau beberapa menit berikutnya akan meningkat dan mendekati atau kembali ke nilai asalnya. Fenomena ini disebut stress-relaksasi dan stress-relaksasi balik.

J. Regulasi Otot Polos Pada Lambung

Otot merupakan tranduser (mesin) biokimiawi utama yang mengubah energy potensial (kimia) menjadi energy kinetik (mekanis). Pada percobaan ini pengamatan dilakukan terhadap otot polos yang terdapat pada lambung katak (otot polos visceral). Kontraksi otot polos bergantung pada kalsium ekstrasel dan otot polos bekerja secara involuntir (diluar kesadaran). Potensial aksi dapat ditimbulkan oleh:
1. Peregangan
Mengakibatkan penurunan potensial membrane, peningkatan frekuensi potensial aksi, dan peningkatan tonus.
2. Efek Hormon
Menyebabkan kontraksi atau relaksasi otot melalui mekanisme reseptor.
3. Rangsangan neurotransmitter dari sistem saraf.
Akan tetapi, timbulnya potensial aksi terjadi pada otot polos itu sendiri tanpa adanya ekstrinsik stimulasi. Hal ini dikarenakan adanya basic slow wave rhytm yang timbul karena ketidakmantapan potensial membrane. Slow wave ini disebut juga sebagai gelombang pace maker. Walaupun suat potensial aksi, tetapi slow wave dapat mengakibatkan timbulnya potensial aksi yang menyebar ke seluruh bagian otot polos apabila slow wave meningkat mencapai nilai ambang hingga kemudian terjadi kontraksi.

Adapun bentuk potensial aksi pada otot polos berupa :
a. Spike potensial
Lamanya tiap potensial ini 10-15 m detik. Ditimbulkan melalui rangsangan listrik, kerja hormone terhadap otot polos, kerja substansi transmitter dari serat syaraf, dan peregangan.
b. Plateau (pada otot jantung)
Beberapa mili detik sebelum dimulainya repolarisasi, potensial tetap dalam keadaan mendatar mendekati puncak paku. Menunjukkan perpanjangan waktu kontraksi.
Contoh: terjadi pada ureter dan uterus.

Artikel oleh: Furi Intan