阴茎勃起的生理学和勃起功能障碍的病理生理学（2006）

Urol Clin North Am。 作者手稿; 可在PMC 2006 January 25中获得。
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PMCID： PMC1351051
NIHMSID： NIHMS6980
罗伯特C.迪恩医师a 和 汤姆F.卢医师b
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对勃起功能的分子和临床理解继续以特别快的速度获得成功。 基因发现的进展极大地帮助了平滑肌松弛/收缩途径的工作知识。 深入研究取得了许多进展。 对一氧化氮途径的理解不仅有助于对肿胀的分子理解，而且有助于勃起功能障碍的治疗。 随着男性年龄的增长或接受手术，已开始采取预防性治疗以保持勃起功能障碍。 所有临床干预都源于勃起功能和功能障碍的完整解剖学，分子和动态知识基础。 在本章中，将解释勃起功能的组成部分。

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血液动力学与勃起和消肿机制

Corpora Cavernosa

阴茎勃起组织，特别是海绵体平滑肌以及小动脉和动脉壁的平滑肌，在勃起过程中起着关键作用。在疲软状态下，这些平滑肌处于张力性收缩状态，仅允许少量动脉血流用于营养供应。此时血氧分压（PO2）约为35mmHg。<sup> 1</sup>疲软状态​​下的阴茎处于中度收缩状态，寒冷天气和注射去氧肾上腺素后，阴茎会进一步萎缩，这便是疲软状态下阴茎处于中度收缩状态的证据。

性刺激引发神经递质从海绵状神经末梢释放。 这导致这些平滑肌松弛和以下事件：

  1. 通过增加舒张期和收缩期的血流量来扩张小动脉和动脉
  2. 通过扩张的正弦曲线捕获进入的血液
  3. 压迫白膜与外周血窦之间的小神经丛神经丛，减少静脉流出
  4. 将膜拉伸至其容量，其封闭内部圆形和外部纵向层之间的使者静脉，并进一步将静脉流出减少至最小
  5. PO2增加（约为90 mmHg）和海绵体内压力（约100 mm Hg），使阴茎从依赖位置升高到直立状态（完全勃起阶段）
  6. 随着坐骨海绵体肌的收缩（刚性勃起阶段）进一步增加压力（至几百毫米汞柱）

勃起的阴茎的角度取决于其大小及其与耻骨支架（骶骨）和耻骨前表面（悬韧带和腱状韧带）的附着。 对于长阴茎或松弛韧带松弛的男性，角度通常不会大于90度，即使具有完全的刚性。

动物研究报告称，血管消退过程分为三个阶段。<sup> 2</sup>第一阶段表现为短暂的血管内压升高，表明平滑肌开始收缩，此时静脉系统处于关闭状态。第二阶段表现为压力缓慢下降，提示静脉通道缓慢重新开放，动脉血流恢复至基础水平。第三阶段表现为压力快速下降，静脉回流能力完全恢复。

因此，勃起涉及窦状隙舒张、动脉扩张和静脉受压。<sup> 3</sup>平滑肌舒张的重要性已在动物和人体研究中得到证实。<sup> 4,5 </sup>

Corpus Spongiosum和Glans Penis

海绵体和龟头的血流动力学与阴茎海绵体的血流动力学有一些不同。 在勃起期间，动脉血流以类似的方式增加; 然而，海绵体和龟头的压力仅为阴茎海绵体的三分之一到二分之一，因为透明覆盖物（薄薄的海绵体并且几乎没有在龟头上）确保了最小的静脉闭塞。 在完全勃起阶段，巴克筋膜和充血的阴茎海绵体之间的深背和静脉静脉的部分压迫有助于腺体肿胀，尽管海绵体和龟头在此阶段基本上起到大的动静脉分流的作用。 在刚性勃起阶段，坐骨海绵体肌和球海绵体肌有力地压迫海绵体和阴茎静脉，这导致龟头和海绵体的进一步充血和增加的压力。

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阴茎勃起的神经解剖学和神经生理学

外周通路

阴茎的神经支配是自主的（交感神经和副交感神经）和躯体（感觉和运动）。 从脊髓和外周神经节中的神经元，交感神经和副交感神经合并形成海绵体神经，其进入阴茎海绵体和海绵体以影响勃起和消肿期间的神经血管事件。 躯体神经主要负责球海绵体肌和坐骨海绵体肌的感觉和收缩。

自主途径

交感神经通路起源于第11胸椎至第2腰椎节段，经白支到达交感神经链神经节。部分纤维随后经腰内脏神经到达肠系膜下丛和腹下上丛，再由腹下神经发出纤维到达盆腔丛。在人类中，T10至T12节段通常是交感神经纤维的起源地，而投射至阴茎的链神经节细胞位于骶神经节和尾神经节。<sup> 6</sup>

副交感神经通路起源于第二、三、四骶脊髓节段中间外侧柱的神经元。节前纤维经盆神经进入盆腔神经丛，并在那里与来自上腹下神经丛的交感神经汇合。阴茎海绵体神经是盆腔神经丛的分支，支配阴茎。盆腔神经丛的其他分支支配直肠、膀胱、前列腺和括约肌。在直肠、膀胱和前列腺根治性切除术中，阴茎海绵体神经容易受损。充分了解这些神经的走行对于预防医源性勃起功能障碍至关重要。7.人体尸体解剖显示，海绵体神经有内侧支和外侧支（前者伴随尿道，后者穿过泌尿生殖膈，位于括约肌外侧4至7毫米处），并且海绵体神经与阴茎背神经之间存在多条交通支。8.

刺激盆腔神经丛和海绵体神经可诱发勃起，而刺激交感神经干则会导致阴茎消退。这清楚地表明，骶部副交感神经输入负责勃起，而胸腰段交感神经通路负责消退。在猫和鼠的实验中，据报道切除L4或L5以下的脊髓可消除反射性勃起反应，但将其置于发情期雌性动物身边或电刺激内侧视前区可产生明显的勃起。<sup> 9,10 </sup> Paick和Lee也报道，阿扑吗啡诱发的勃起与大鼠的心理性勃起相似，并且在骶部副交感神经中枢受损的情况下，可通过胸腰段交感神经通路诱发。<sup> 11</sup>在人类中，许多骶部脊髓损伤患者即使反射性勃起消失，仍保留心理性勃起能力。这些由大脑诱发的勃起在T12以下运动神经元损伤的患者中更为常见。<sup> 12</sup> T9以上损伤的患者不会出现心因性勃起；因此推测传出交感神经位于T11和T12水平。<sup> 13</sup>另有报道称，在这些出现心因性勃起的患者中，观察到阴茎延长和肿胀，但勃起硬度不足。

因此，脑冲动通常可能通过交感神经（抑制去甲肾上腺素释放），副交感神经（释放NO和乙酰胆碱）和体细胞（释放乙酰胆碱）途径以产生正常的刚性勃起。 在患有骶髓损伤的患者中，脑冲动仍然可以通过交感神经通路来抑制去甲肾上腺素释放，并且NO和乙酰胆碱仍然可以通过神经节后副交感神经和体细胞神经元的突触释放。 由于胸腰段流出与节后副交感神经和躯体神经元之间的突触数量小于骶骨流出量，因此产生的勃起不会那么强烈。

体细胞途径

体感通路起源于阴茎皮肤、龟头、尿道以及阴茎海绵体内的感觉受体。人类阴茎龟头内有大量的传入神经末梢：游离神经末梢和海绵体受体，二者比例约为10:1。游离神经末梢来源于细长的有髓鞘Aδ纤维和无髓鞘C纤维，这与其他任何皮肤区域都不同。<sup> 14 </sup> 来自受体的神经纤维汇聚形成阴茎背神经束，该神经束与其他神经汇合形成阴部神经。阴部神经经S2-S4神经根进入脊髓，终止于腰骶段中央灰质的脊髓神经元和中间神经元。15这些感觉神经元的激活通过脊髓丘脑束和脊髓网状束将疼痛、温度和触觉信息传递至丘脑和感觉皮层，从而产生感觉感知。阴茎背神经过去被认为是一条纯粹的躯体神经；然而，Burnett等人已在人体中证实，Carrier及其同事已在大鼠中证实，阴茎背神经中存在一氧化氮合酶（NOS）阳性的神经束，而NOS起源于自主神经系统。16,17 Giuliano及其同事也证明，刺激L4-L5节段的交感神经链可诱发阴茎背神经的放电，而刺激阴茎背神经则可诱发大鼠腰骶交感神经链的反射性放电。18这些研究结果清楚地表明，阴茎背神经是一条混合神经，具有躯体神经和自主神经成分，使其能够调节勃起和射精功能。

位于第二至第四骶椎节段的奥努夫核是阴茎躯体运动神经支配的中心。这些神经经由骶神经发出，汇入阴部神经，支配坐骨海绵体肌和球海绵体肌。坐骨海绵体肌的收缩产生勃起期。球海绵体肌的节律性收缩是射精所必需的。动物研究表明，脑干交感神经中枢（A5儿茶酚胺能细胞群和蓝斑）可直接支配骶椎运动神经元。<sup> 19</sup>这种对阴部运动神经元的肾上腺素能支配可能与射精过程中会阴肌的节律性收缩有关。此外，研究还证实，雄性大鼠腰骶神经核（控制阴茎勃起和会阴肌）存在催产素能和血清素能神经支配。20

根据生殖器刺激的强度和性质，可以通过刺激生殖器引发几种脊柱反射。 最着名的是球海绵体肌反射，这是生殖器神经系统检查和电生理潜伏期测试的基础。 虽然球海绵体肌和坐骨海绵体肌的损伤可能会损害阴茎勃起，但在整体性功能障碍评估中获得球海绵体肌反射的意义是有争议的。

脊柱通路和中心

动物研究表明，内侧视前区（MPOA）和下丘脑及海马的室旁核（PVN）是性功能和阴茎勃起的重要整合中心：电刺激该区域可诱发勃起，而该部位的损伤则会限制交配。<sup> 21,22 </sup> Marson等人将伪狂犬病毒注射到大鼠阴茎海绵体中，并追踪了从主要盆腔神经节到脊髓、脑干和下丘脑神经元的标记神经元。<sup> 22 </sup> Mallick及其同事也发现，刺激大鼠阴茎背神经会影响MPOA中约80%神经元的放电频率，但不会影响下丘脑其他区域的神经元。<sup> 23 </sup> MPOA的传出通路进入内侧前脑束和中脑被盖区（靠近黑质）。这些区域的病理过程，例如帕金森病或脑血管意外，通常与勃起功能障碍相关。在猴子、猫和大鼠中进行的轴突追踪显示，下丘脑核团直接投射至腰骶部自主神经勃起中枢。这些下丘脑核团中的神经元含有肽类神经递质，包括催产素和血管加压素，它们可能参与阴茎勃起。<sup>21</sup>脑干和延髓的多个中枢也参与性功能。研究表明，A5儿茶酚胺细胞群和蓝斑核为下丘脑、丘脑、新皮层和脊髓提供肾上腺素能神经支配。此外，巨细胞旁核（提供抑制性血清素能神经支配）的投射也已证实存在于下丘脑、边缘系统、新皮层和脊髓中。

性唤起过程中的中枢神经活化

正电子发射断层扫描（PET）和功能磁共振成像（fMRI）使人们更容易理解人类性唤起期间的大脑激活。 PET和fMRI扫描测量在特定时刻期间局部脑血流量或区域脑活动的变化增加。 使用这种技术，年轻的异性恋男性受试者会通过性暴露的图片或视频触发性唤起。 将性唤起期间拍摄的扫描脑图像与男性参与者显示性中性图像（放松，纪录片或幽默视频剪辑）时拍摄的图像进行比较。 可以证明脑激活中心以及失活区域。 虽然这些研究设计的简洁性很优雅，但性唤起涉及多种因素，尤其是视觉线索引发的觉醒。 这些研究的作者提出了许多必要条件，试图使方法和参与者标准化; 然而，人类情绪和性反应的复杂性极难调节。

1999年，Stoleru等人利用正电子发射断层扫描（PET）技术，对8名健康的右利手异性恋男性在视觉诱发性唤起过程中的大脑活动进行了研究。研究发现，大脑激活的24个区域与血浆睾酮水平和阴茎勃起程度相关。在视觉诱发性唤起过程中，双侧颞下回、右侧岛叶、右侧额下回和左侧前扣带回均出现显著激活。这项里程碑式的研究提出了一个关于性唤起过程中大脑功能的初步模型。该模型表明，视觉诱发的性唤起有三个组成部分，分别与其神经解剖区域相关：1）感知认知成分——评估视觉刺激是否具有性刺激性，该过程在双侧颞下回皮层进行；2）情绪/动机成分——处理感觉信息和动机状态，该过程在右侧岛叶、右侧额下回皮层和左侧扣带回皮层（边缘旁区域）进行；3）生理成分——协调左侧前扣带回皮层的内分泌和自主神经功能。

研究人员利用性刺激视觉图像和PET扫描进行了进一步研究。Bocher等人发现，受试者的下外侧枕叶皮层、双侧后颞叶皮层（右侧较左侧更明显）、右侧下外侧前额叶皮层、左侧中央后回、双侧下顶叶、左侧上顶叶、额极（布罗德曼10区）、左侧前额叶皮层以及中脑区域的激活增强。 <sup>25</sup>与Stoleru的报告相反，Bocher还观察到内侧额叶和前扣带回的激活减弱。此外，视觉联合中心，特别是后颞叶皮层和中央后回，也被发现处于激活状态。值得注意的是，本研究中观察到的中脑激活与多巴胺能神经元的位置相关。其他研究并未发现中脑区域的激活。这种激活可能与持续的性刺激有关。本研究中使用的视觉性刺激物是一段30分钟的连续视频片段。其他研究则使用较短的视觉性刺激物（2-10分钟）。

Park等人利用功能磁共振成像（fMRI）技术对12名健康男性参与者进行了研究。研究期间，参与者交替观看色情影片和非色情影片。结果显示，参与者的大脑活动区域普遍激活，包括额下回、扣带回、岛叶、胼胝体、丘脑、尾状核、苍白球和颞下回。部分激活区域与其他研究结果相似，特别是额下回、颞下回和岛叶。

在一项设计严谨的研究中，Arnow等人利用功能磁共振成像（fMRI）和与阴茎勃起相关的视觉诱发电位，证实了右侧岛叶下区/岛叶区域（包括屏状核）存在显著的激活。 <sup> 27 </sup>既往使用正电子发射断层扫描（PET）的研究也观察到了类似的激活。<sup> 24,28 </sup>该区域与感觉处理相关。本研究中岛叶的激活可能代表了躯体感觉处理和对勃起的识别。其他在视觉性刺激下被激活的脑区包括：右侧颞中回、右侧颞回、左侧尾状核和壳核、双侧扣带回、右侧感觉运动区和前运动区。此外，右侧下丘脑也出现了较小的激活。多巴胺投射至下丘脑，且有大量证据表明多巴胺促进男性性行为。再次强调，右侧颞中回被激活。这可能与视觉处理有关。

2003年，Mouras等人利用功能磁共振成像（fMRI）对8名男性进行了研究；然而，他们并未采用视频片段。<sup> 29 </sup> 而是向参与者快速展示了静态照片（包括中性和性唤起照片）。他们认为，使用较短的视觉性刺激可以诱发早期神经反应，而非对阴茎勃起的感知所产生的神经反应。研究再次证实了枕中回和枕下回的激活，这很可能与视觉刺激有关，而非性成分本身。除了多个脑区在视觉性刺激下被激活（双侧顶叶、左侧顶下小叶、右侧中央后回、右侧顶枕沟、左侧枕上回、双侧中央前回）外，小脑在3名受试者中被激活，在4名受试者中被抑制。其他多项研究也证实了小脑在观看色情影片和伴侣照片时会被激活。因此，视觉性刺激似乎会激活小脑内的某些区域。

随着功能磁共振成像（fMRI）技术的进步，研究人员对不同人群在视觉性刺激下的大脑激活情况进行了详细比较。Stoleru等人研究了健康男性受试者与性欲低下症（HSDD）患者的大脑激活情况。<sup> 30 </sup> 研究发现，HSDD患者的左侧直回（内侧眶额皮质的一部分）在视觉性刺激下持续激活，而健康男性在视觉性刺激下该区域的激活则减弱。该区域被认为参与抑制动机行为。该区域的持续激活可能有助于解释HSDD的病理生理机制。Montorsi等人比较了心因性勃起功能障碍（ED）患者和健康对照组在服用阿扑吗啡后的大脑激活情况。<sup> 31 </sup> 研究发现，心因性ED患者在视觉性刺激下，扣带回、额内侧皮质和额基底皮质的激活持续时间延长。这种延长的激活可能提示心因性ED存在潜在的器质性病因。在给予阿扑吗啡后，心因性勃起功能障碍患者的功能磁共振成像（fMRI）图像与强效对照组相似。阿扑吗啡导致心因性勃起功能障碍患者脑区（伏隔核、下丘脑、中脑）出现额外的激活灶。此外，给予阿扑吗啡后，右半球的激活程度显著高于左半球。右半球激活程度高于左半球是性诱发脑激活研究中的常见现象。

PET和fMRI脑部扫描已成为研究性唤起中枢激活的有力工具。这些研究报告已证实许多脑区存在激活。一些常见的激活脑区可以通过这些报告进行描述（表1）。心因性勃起功能障碍、早泄、性偏差、性高潮障碍等疾病可能与高级脑功能改变有关，或许现在可以对其进行研究。随着我们对正常性反应和性唤起过程中脑功能的理解不断加深，性功能障碍的病因或许也能得到阐明。

TABLE 1

脑激活中心和相应的功能

综上所述，上述结构负责三种类型的勃起：心理性勃起、反射性勃起和夜间勃起。心理性勃起是由视听刺激或幻想引起的。来自大脑的冲动调节脊髓勃起中枢（T11 - L2和S2 - S4 ），从而激活勃起过程。反射性勃起是由生殖器官的触觉刺激引起的。冲动到达脊髓勃起中枢；部分冲动沿上行通路传递，产生感觉，而另一些冲动则激活自主神经核，通过海绵体神经向阴茎发送信息，诱发勃起。这种类型的勃起在脊髓上段损伤患者中得以保留。夜间勃起主要发生在快速眼动睡眠（REM睡眠）期间。对处于快速眼动睡眠（REM睡眠）阶段的人类进行正电子发射断层扫描（PET）显示，脑桥区、杏仁核和前扣带回的活动增强，而前额叶皮层和顶叶皮层的活动减弱。触发REM睡眠的机制位于脑桥网状结构。在REM睡眠期间，外侧脑桥被盖的胆碱能神经元被激活，而蓝斑的肾上腺素能神经元和中脑缝际核的血清素能神经元则处于静息状态。这种差异性激活可能是导致REM睡眠期间夜间勃起的原因。

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平滑肌收缩松弛的分子机制

平滑肌的收缩和舒张受胞质（肌浆）游离Ca²⁺的调节。神经末梢释放的去甲肾上腺素以及内皮细胞释放的内皮素和前列腺素F2α激活平滑肌细胞上的受体，增加肌醇三磷酸和二酰甘油的水平，导致细胞内钙库（如肌浆网）释放钙离子，和/或平滑肌细胞膜上的钙通道开放，从而使细胞外钙离子内流。这引发胞质游离Ca²⁺浓度的瞬时升高，从静息水平120 nM升高至270 nM，再升高至500 nM和700 nM。³²在高浓度下，Ca²⁺与钙调蛋​​白结合，改变钙调蛋白的构象，从而暴露与肌球蛋白轻链激酶相互作用的位点。由此产生的激活作用催化肌球蛋白轻链的磷酸化，并触发肌球蛋白横桥（头部）沿肌动蛋白丝的循环，从而产生收缩力。此外，轻链的磷酸化还能激活肌球蛋白ATPase，后者水解ATP为肌肉收缩提供能量（图1）。

图1

阴茎平滑肌收缩的分子机制。 来自交感神经末梢和内皮素的去甲肾上腺素和来自内皮的PGF2a激活平滑肌细胞上的受体，以引发最终导致的级联反应 ...

一旦胞质Ca²⁺恢复至基础水平，钙敏化通路便开始发挥作用。其中一种机制是通过激活与G蛋白偶联的兴奋性受体，这些受体无需改变胞质Ca²⁺浓度即可通过提高钙敏感性引起收缩。该通路涉及RhoA，一种小型单体G蛋白，可激活Rho激酶。激活的Rho激酶磷酸化并抑制平滑肌肌球蛋白磷酸酶的调节亚基，从而阻止肌丝去磷酸化，维持收缩张力（图2）。³³

图2

RhoA / Rho激酶途径：钙致敏途径。

研究表明，RhoA 和 Rho 激酶在阴茎平滑肌中表达。<sup> 34,35 </sup>有趣的是，阴茎海绵体平滑肌中 RhoA 的表达量比血管平滑肌高 17 倍。<sup> 35</sup> Rho 激酶的选择性抑制剂已被证明可在体外诱导人阴茎海绵体松弛，并在动物模型中诱导阴茎勃起。<sup> 36</sup>转染显性负性 RhoA 的麻醉大鼠与对照组动物相比，勃起功能增强。<sup> 37</sup>目前普遍认为，阴茎平滑肌的节律性收缩受胞质 Ca<sup> 2+</sup>浓度升高的调节，而持续性收缩则受钙敏化通路控制。<sup> 38</sup>

除了肌球蛋白磷酸化在平滑肌收缩中的中心作用外，其他机制可以调节或微调收缩状态。 例如，caldesmon可能参与闩锁状态，其中收缩力保持在低水平的肌球蛋白磷酸化并且具有低能量消耗。

肌肉松弛是由于肌浆中游离Ca²⁺浓度降低所致。钙调蛋白随后与肌球蛋白轻链激酶解离并使其失活。肌球蛋白被肌球蛋白轻链磷酸酶去磷酸化并从肌动蛋白丝上脱离，肌肉随之松弛。³²另一些研究表明，阴茎海绵体平滑肌中的NO-cGMP抑制通路并非仅仅是兴奋性信号转导机制的逆转；可能存在某种未知的机制，通过磷酸化作用降低横桥募集速率，从而促进肌肉松弛。

cAMP 和 cGMP 是参与平滑肌舒张的第二信使。它们激活 cAMP 和 cGMP 依赖性蛋白激酶，进而磷酸化某些蛋白质和离子通道，导致：(1) 钾离子通道开放和超极化；(2) 内质网螯合细胞内钙离子；(3) 抑制电压依赖性钙离子通道，阻断钙离子内流。其结果是胞质游离钙离子浓度下降，平滑肌舒张（图 3）。

图3

阴茎平滑肌松弛的分子机制。 介导平滑肌松弛，cAMP和cGMP的细胞内第二信使激活其特异性蛋白激酶，磷酸化某些蛋白质导致钾的开放 ...
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勃起功能障碍的病理生理学

分类

针对勃起功能障碍（ED）已提出了多种分类方法。有些分类基于病因（糖尿病性、医源性、创伤性），有些则基于勃起过程的神经血管机制（启动失败[神经源性]、充盈失败[动脉性]和储血失败[静脉性]）。国际阳痿研究协会推荐的分类方法见表2。 <sup> 39</sup>

TABLE 2

男性勃起功能障碍的分类

心因性

过去人们认为心理性阳痿是最常见的类型，90%的阳痿患者被认为患有此病。<sup> 40</sup> 但这种观点已被另一种认识所取代，即大多数勃起功能障碍患者的情况是混合性的，可能以功能性因素为主，也可能以生理因素为主。

性行为和阴茎勃起受下丘脑、边缘系统和大脑皮层的控制。因此，兴奋或抑制信号可以传递至脊髓勃起中枢，从而促进或抑制勃起。目前提出了两种可能的机制来解释心因性勃起功能障碍中勃起的抑制：一是脑部对脊髓勃起中枢的直接抑制，表现为正常的骶上抑制作用增强；二是交感神经输出过多或外周儿茶酚胺水平升高，这可能导致阴茎平滑肌张力增加，从而阻止勃起所需的放松。<sup> 41</sup>动物研究表明，刺激交感神经或全身输注肾上腺素会导致勃起阴茎消退。<sup> 42,43 </sup>临床研究显示，心因性勃起功能障碍患者的血清去甲肾上腺素水平高于正常对照组或血管性勃起功能障碍患者。<sup> 44 </sup>

班克罗夫特和詹森提出，男性性反应取决于中枢神经系统内兴奋性和抑制性冲动之间的平衡。<sup> 45</sup>他们正在测试性抑制和性兴奋问卷，这些问卷可能有助于确定患者接受心理治疗还是药物治疗会取得更好的疗效。

神经原性

据估计，10%至19%的勃起功能障碍（ED）是由神经源性因素引起的。<sup> 46,47 </sup>如果将医源性因素和混合型ED也纳入考虑，神经源性ED的患病率可能更高。虽然存在神经系统疾病或神经病变并不能排除其他病因，但确诊ED是否为神经源性可能具有挑战性。由于勃起是一种神经血管事件，任何影响大脑、脊髓、海绵体神经和阴部神经的疾病或功能障碍都可能导致勃起功能障碍。

内侧视前区（MPOA）、室旁核和海马体被认为是性欲和阴茎勃起的重要整合中心。<sup> 48</sup>这些区域的病理过程，例如帕金森病、中风、脑炎或颞叶癫痫，通常与勃起功能障碍（ED）相关。帕金森病的影响可能是由多巴胺能通路失衡引起的。<sup> 49</sup>其他与ED相关的脑部病变包括肿瘤、痴呆、阿尔茨海默病、夏伊-德雷格综合征和创伤。

脊髓损伤男性患者的勃起功能很大程度上取决于脊髓损伤的性质、位置和程度。除了勃起功能障碍外，他们还可能出现射精和性高潮障碍。95%的完全性上段脊髓损伤患者保留了反射性勃起功能，而仅约25%的完全性下段脊髓损伤患者能够勃起。<sup> 50</sup>骶神经副交感神经元似乎在维持反射性勃起功能方面发挥着重要作用。然而，胸腰段通路可能通过突触连接来补偿骶神经损伤造成的功能丧失。<sup> 10</sup>在这些男性患者中，轻微的触觉刺激即可诱发勃起，但持续时间较短，需要持续刺激才能维持勃起。脊髓水平的其他疾病（例如脊柱裂、椎间盘突出、脊髓空洞症、肿瘤、横贯性脊髓炎和多发性硬化症）可能会以类似的方式影响传入或传出神经通路。

由于海绵体神经与盆腔器官关系密切，因此对这些器官进行手术是导致阳痿的常见原因。据报道，各种手术引起的医源性阳痿发生率如下：根治性前列腺切除术，43%至100%；良性疾病的会阴前列腺切除术，29%；腹会阴联合切除术，15%至100%；以及3点钟和9点钟位置的外括约肌切开术，2%至49%。<sup> 51-56 </sup>

对盆腔神经和海绵体神经解剖结构的深入了解，使得直肠癌、膀胱癌和前列腺癌的手术方式得以改进，从而降低了医源性阳痿的发生率。<sup> 53</sup>例如，保留神经的根治性前列腺切除术的引入，已将阳痿的发生率从接近100%降低至30-50%。<sup> 57,58 </sup>根治性盆腔手术后勃起功能的恢复可能需要6至24个月。早期使用海绵体内注射前列地尔或口服西地那非已被证实可以改善勃起功能的恢复。<sup> 59,60 </sup>人们认为，药物诱导的勃起可以防止神经恢复期间因勃起次数少或无勃起而导致的组织结构改变。

在骨盆骨折病例中，勃起功能障碍可能是海绵体神经损伤、血管功能不全或两者兼有所致。在成年大鼠的动物实验中，酒精中毒、维生素缺乏或糖尿病可能影响海绵体神经末梢，并导致神经递质缺乏。在糖尿病患者中，神经源性和内皮依赖性舒张功能受损会导致一氧化氮（NO）释放不足。<sup> 4 </sup> 由于目前尚无直接检测阴茎自主神经支配的方法，临床医生在诊断神经源性勃起功能障碍时应谨慎。有研究提出，阴茎活检标本中非肾上腺素能非胆碱能（NANC）神经纤维的NADPH脱氢酶染色可作为神经源性状态的指标。<sup> 61</sup> Stief及其同事还提出，可通过海绵体电活动的单电位分析来评估海绵体神经功能。<sup> 62</sup>在这些检测方法能够常规应用于临床实践之前，还需要进行进一步的研究。

Bemelmans及其同事对无明显神经系统疾病的阳痿患者进行了体感诱发电位和骶反射潜伏期检查，发现47%的患者至少有一项神经生理指标异常，且老年患者的异常发生率更高。<sup> 63</sup> Rowland及其同事也报道了阴茎触觉敏感性随年龄增长而下降的现象。<sup> 64</sup>生殖器的感觉输入对于实现和维持反射性勃起至关重要，而当老年人逐渐丧失心理性勃起时，这种输入就显得尤为重要。因此，对于所有存在或不存在明显神经系统疾病的勃起功能障碍患者，感觉评估都应是评估的重要组成部分。

内分泌

性腺功能减退在阳痿人群中并不少见。雄激素影响男性生殖道和第二性征的生长发育；其对性欲和性行为的影响已得到充分证实。Mulligan 和 Schmitt 在回顾 1975 年至 1992 年发表的文章后得出结论：(1) 睾酮增强性欲；(2) 睾酮增加性行为频率；(3) 睾酮增加夜间勃起频率，但对性幻想或视觉刺激引起的勃起几乎没有影响。<sup> 65</sup>一项研究探讨了男性夜间勃起与睾酮水平的相关性，结果表明正常夜间勃起的阈值约为 200 ng/dl。<sup> 66</sup>与睾酮水平正常的男性相比，血清睾酮水平较低的男性通常存在夜间勃起参数异常。然而，据报道，对于睾酮水平处于临界低水平的阳痿男性，外源性睾酮治疗对性功能几乎没有影响。<sup> 67</sup>

多位研究者探讨了雄激素的作用机制。Beyer 和 Gonzales-Mariscal 报道，睾酮和二氢睾酮是男性交配时骨盆前倾运动的驱动因素，而雌二醇或睾酮则是女性交配时骨盆前倾运动的驱动因素。<sup> 68</sup>在大鼠中，去势可降低动脉血流量，诱发静脉渗漏，并使海绵体神经刺激引起的勃起反应降低约一半。<sup> 69,70 </sup>去势后，若再使用氟他胺、雌二醇或促性腺激素释放激素拮抗剂治疗，则会进一步抑制勃起反应。尽管这些动物的阴茎一氧化氮合酶（NOS）活性降低，但神经元型一氧化氮合酶（nNOS）和内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的含量并未因治疗而显著降低。去势还会增加阴茎平滑肌的α-肾上腺素能反应性，增加大鼠阴茎海绵体细胞凋亡，并减少兔阴茎海绵体小梁平滑肌含量。<sup> 71-73 </sup>临床上，许多接受长期雄激素剥夺疗法治疗前列腺癌的男性报告性欲低下和勃起功能障碍。

下丘脑 - 垂体轴的任何功能障碍都可导致性腺机能减退。 低促性腺功能减退症可以是先天性的或由肿瘤或损伤引起; 高促性腺功能减退症可能由肿瘤，损伤或睾丸手术或腮腺炎性睾丸炎引起。

高泌乳素血症，无论是由垂体腺瘤还是药物引起，都会导致生殖和性功能障碍。症状可能包括性欲减退、勃起功能障碍、溢乳、男性乳房发育和不育。高泌乳素血症与循环睾酮水平降低有关，这似乎是由于泌乳素水平升高抑制了促性腺激素释放激素的分泌所致。<sup> 74</sup>

ED也可能与甲亢和甲状腺功能减退有关。 甲状腺功能亢进通常与性欲减退有关，这可能是由于循环雌激素水平增加引起的，而ED也较少。 在甲状腺功能减退症中，低睾酮分泌和升高的催乳素水平有助于ED。

动脉性

髂内动脉-海绵体动脉-螺旋动脉树的动脉粥样硬化或创伤性动脉闭塞性疾病可降低血窦的灌注压和动脉血流量，从而延长达到最大勃起所需时间并降低勃起阴茎的硬度。在大多数动脉源性勃起功能障碍（ED）患者中，阴茎灌注受损是全身动脉粥样硬化过程的一部分。Michal 和 Ruzbarsky 发现冠心病和 ED 的发病率和发病年龄呈平行关系。75动脉供血不足的常见危险因素包括高血压、高脂血症、吸烟、糖尿病、会阴或盆腔钝性创伤以及盆腔放射治疗。76-78 Shabsigh及其同事报告称，随着 ED 危险因素数量的增加，阴茎血管异常的发生率也显著增加。79动脉造影显示，患有动脉粥样硬化的阳痿患者存在双侧阴部内动脉、阴茎总动脉和海绵体动脉的弥漫性病变。阴茎总动脉或海绵体动脉的局灶性狭窄最常见于曾遭受钝性盆腔或会阴部外伤的年轻患者。77长途骑行也是血管性和神经性勃起功能障碍的危险因素。80,81

一项报告指出，糖尿病男性和老年男性阴茎海绵体动脉纤维化病变的发生率较高，伴有内膜增生、钙化和管腔狭窄。<sup> 75</sup>尼古丁不仅会减少流向阴茎的动脉血流，还会阻断阴茎海绵体平滑肌的舒张，从而妨碍正常的静脉闭塞，进而对勃起功能产生不利影响。<sup> 82 , 83</sup>

勃起功能障碍和心血管疾病具有相同的危险因素，例如高血压、糖尿病、高胆固醇血症和吸烟。<sup> 84,85 </sup>阴部动脉病变在阳痿男性中的发生率远高于同龄普通人群。<sup> 86</sup>因此，勃起功能障碍可能是全身性或局灶性动脉疾病的表现。<sup> 87</sup>

动脉ED的机制

1。 结构变化

在动脉供血不足引起的勃起功能障碍（ED）中，与心因性ED患者相比，海绵体血液中的氧分压降低。<sup> 88</sup>由于PGE1和PGE2的生成依赖于氧气，氧分压升高与兔和人海绵体中PGE2水平升高以及TGF-β1诱导的胶原合成抑制相关。<sup> 89,90 </sup>相反，氧分压降低可能导致海绵体小梁平滑肌含量减少，并引起弥漫性静脉漏。<sup> 91,92 </sup>

高血压时，动脉管腔狭窄或管壁与管腔比值增大会导致外周血管阻力增加。<sup> 93</sup>自发性高血压大鼠（SHR）的阴茎血管也存在阻力增加，这些改变归因于动脉和勃起组织的结构变化。<sup> 94-96</sup>细胞外基质扩张增加会影响阴茎的间质和神经结构。

2。 血管收缩

在高血压大鼠的动脉中观察到基础张力和肌源性张力增强。高血压伴随交感神经活动增强的现象也见于人类和高血压动物。<sup> 97,98 </sup>苯肾上腺素输注诱导的自发性高血压大鼠阴茎血管收缩增强归因于血管壁肥大，而非交感神经递质的改变。<sup> 94 </sup>

3。 内皮依赖性血管舒张功能受损

在原发性高血压患者中，由乙酰胆碱、缓激肽或血流等激动剂输注引起的内皮依赖性血管舒张反应减弱。<sup>99-101 </sup>近期证据表明，冠状动脉循环中严重的内皮功能障碍可以预测重大冠状动脉事件的发生。<sup> 102,103 </sup>肾血管性高血压患者的小动脉中存在内皮功能障碍，表现为乙酰胆碱诱导的血管舒张反应减弱。<sup> 104,105 </sup>然而，目前尚缺乏关于高血压男性阴茎内皮功能的研究。

在自发性高血压大鼠（SHR）中，乙酰胆碱对大小动脉的舒张作用均减弱，且内皮功能障碍似乎与高血压的出现同时发生。<sup> 106</sup> SHR大鼠的阴茎海绵体条带中，乙酰胆碱诱导的内皮依赖性舒张也受损，而吲哚美辛可恢复这种舒张作用。<sup> 107</sup> SHR大鼠动脉中内皮依赖性舒张受损可能与血管紧张素II、血栓素和超氧化物或高血压本身有关。<sup> 108-112 </sup>

海绵体（Venogenic）

静脉闭塞功能不全被认为是血管性阳痿最常见的原因之一。<sup>113 </sup> 静脉闭塞功能障碍可能由以下病理生理过程引起：

  1. 排出阴茎海绵体的大静脉通道的存在或发展。
  2. 退行性变化（Peyronie病，老年和糖尿病）或白膜（阴茎骨折）的创伤性损伤导致子宫和静脉的压缩不足。 在Peyronie病中，无弹性白膜可能会阻止使者的静脉闭合。114 Iacono及其同事推测，白膜中弹性纤维的减少和微结构的改变可能会导致一些男性的阳痿。115, 116 亚单层乳晕层的变化可能会损害静脉闭塞机制，正如佩罗尼病手术后患者偶尔会看到的那样。117
  3. 小梁，海绵状平滑肌和内皮的纤维弹性组分的结构改变可导致静脉渗漏。
  4. 小梁平滑肌松弛不足，导致窦状隙扩张不足和副神经小静脉受压不足，可能发生在肾上腺素能过度紧张的焦虑个体或神经递质释放不足的患者。 已经表明，α肾上腺素受体的改变或NO释放的减少可以提高平滑肌张力并且损害响应于内源性肌肉松弛剂的松弛。118
  5. 获得性静脉分流术（手术矫正阴茎异常的结果）可能引起持续的龟头/海绵体或海绵体/海绵体分流。

纤维弹性成分

阴茎窦顺应性降低，伴有胶原蛋白沉积增加和弹性纤维减少，可见于糖尿病、高胆固醇血症、血管疾病、阴茎损伤或老年。<sup> 119,120 </sup> Sattar 及其同事报道，阴茎弹性纤维的平均百分比存在显著差异：正常男性为 9%，静脉漏患者为 5.1%，动脉疾病患者为 4.3%。<sup> 121</sup> Nehra 及其同事在血管性勃起功能障碍动物模型中证实，海绵体扩张性与平滑肌含量相关，并可用于预测小梁组织学。<sup>92</sup> Moreland 及其同事的研究表明，前列腺素 E<sub> 1</sub>通过转化生长因子-β1 抑制人海绵体平滑肌中的胶原蛋白合成，这意味着海绵体内注射前列腺素 E<sub>1</sub> 可能有助于预防海绵体内纤维化。<sup> 89</sup>

平滑肌

由于阴茎海绵体平滑肌控制着导致勃起的血管事件，因此平滑肌含量和超微结构的改变预计会影响勃起反应。在一项对人阴茎组织的研究中，Sattar及其同事发现，正常性功能男性阴茎海绵体平滑肌的平均百分比（抗结蛋白染色为38.5%，抗肌动蛋白染色为45.2%）与静脉组（抗结蛋白染色为27.4%，抗肌动蛋白染色为34.2%）或动脉组（抗结蛋白染色为23.7%，抗肌动蛋白染色为28.9%）之间存在显著差异。<sup> 121</sup>一项体外生化研究表明，糖尿病勃起功能障碍男性阴茎平滑肌的神经源性和内皮相关舒张功能受损。<sup> 4</sup>在血管性和神经源性勃起功能障碍中，受损的平滑肌可能是关键因素，会加重原发病因。122 Pickard及其同事的研究也表明，静脉性或混合性（静脉/动脉性）阳痿患者的阴茎海绵体肌肉存在神经诱发性松弛和α-肾上腺素能刺激性收缩受损，以及肌肉含量减少。123

离子通道与肌肉功能的生化过程密切相关，离子通道的改变可能对肌肉功能产生深远影响。Fan及其同事报道了阳痿患者细胞中大钾通道（maxi-K +通道）的改变，并提出钾通道功能或调节的障碍可能导致阳痿患者超极化能力下降、钙稳态改变以及平滑肌松弛受损。<sup>124</sup>在动物研究中，Junemann及其同事发现，喂食高胆固醇饮食3个月的兔子的平滑肌出现显著变性，细胞间接触丧失。<sup>82</sup>在血管性阳痿的兔模型中，Azadzoi及其同事证实，海绵体缺血可诱发静脉闭塞功能障碍。<sup> 125</sup>

Gap Junction

这些细胞间通讯通道负责协调一致的勃起反应，但其病理生理学影响尚待阐明。<sup> 126,127 </sup>在严重的动脉疾病中，由于细胞膜间胶原纤维的存在，会出现膜接触的丧失或减少。<sup> 128 </sup>这些发现提示，间隙连接的功能障碍或丧失可能会改变平滑肌的协调活动。

内皮

阴茎海绵体内皮细胞通过释放血管活性物质，可以调节邻近平滑肌的张力，从而影响勃起的发生或抑制。一氧化氮（NO）、前列腺素和多肽内皮素均已在内皮细胞中被鉴定出来。<sup> 5,91 </sup>乙酰胆碱激活内皮细胞上的胆碱能受体，或血流量增加导致内皮细胞拉伸，均可通过释放NO引起下方平滑肌松弛。糖尿病和高胆固醇血症已被证实会改变海绵体平滑肌内皮介导的松弛功能，并损害勃起。<sup>129</sup>

总之，相当多的事件可能导致勃起功能障碍。 此外，没有一个原因可能独立涉及。 一系列问题（包括心理问题和有机问题）可能导致无能为力的状态。 对勃起功能障碍的有机原因的持续了解将允许医生发现用于矫正的治疗以及向患者提供保证。

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