陰莖勃起是神經-血管-內分泌協同作用的生理過程，主要依賴海綿體充血機制完成，涉及性刺激接收、神經信號傳導、血管舒張、肌肉松弛及血流動力學改變五個關鍵環節。
1、性刺激接收：
視覺、觸覺或心理性刺激通過外周神經傳遞至脊髓和大腦皮層。大腦性中樞如下丘腦激活后，通過自主神經系統發出勃起指令，副交感神經興奮釋放乙酰膽堿和一氧化氮等神經遞質。
2、神經信號傳導：
副交感神經纖維釋放的神經遞質作用于陰莖海綿體血管內皮細胞，激活一氧化氮合成酶。該酶促使L-精氨酸轉化為一氧化氮，作為關鍵信號分子引發后續血管反應。
3、血管舒張反應：
一氧化氮通過激活鳥苷酸環化酶，使三磷酸鳥苷轉化為環磷酸鳥苷。環磷酸鳥苷濃度升高導致海綿體平滑肌松弛，動脈血管擴張，血流灌注量增加至基礎狀態的6-8倍。
4、靜脈閉合機制：
充血后的海綿體壓迫白膜下靜脈叢，形成靜脈流出道機械性關閉。海綿體內壓升至80-100mmHg時達到完全勃起狀態，此過程需完整的陰莖筋膜和正常白膜結構參與。
5、勃起維持調控：
交感神經通過釋放去甲腎上腺素調控環磷酸鳥苷降解，磷酸二酯酶5型活性變化影響勃起持續時間。射精后交感神經興奮性增高，血管收縮使血流恢復正常，勃起消退。
保持規律運動可改善血管內皮功能，每周150分鐘有氧運動如游泳、快走能促進一氧化氮合成。地中海飲食模式中富含精氨酸的堅果、魚類及抗氧化物質有助于維持血管健康。避免長時間騎車壓迫會陰部，戒煙可預防血管內皮損傷。出現持續勃起功能障礙時，需排查糖尿病、高血壓等基礎疾病，必要時進行夜間勃起監測或陰莖血流超聲檢查。
