음경발기는 신경계, 혈관계, 내분비계(성호르몬)와 음경 해면체평활근이 복합적으로 작용하여 일어나는 반사적 현상이다.
음경해면체동맥은 평상시에는 직경이 0.5 mm 되는 가는 혈관으로 최소한의 혈액만 통과하고 있으나 성적으로 흥분하면 음경해면체에 분포되어 있는 신경의 말단부에서 신경전달물질이 분비되며 이 신경전달물질의 작용으로 음경해면체동맥이 2배로 확장되어 평상시보다 4~11배나 많은 다량의 혈액이 음경내로 유입되고, 동시에 수세미 모양으로 망상구조를 가진 음경해면체의 무수한 공간이 확장되어 다량으로 유입된 혈액이 확장된 망상구조의 공간에 충만되면서 발기현상이 일어난다.
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