Le pénis est constitué de trois formations érectiles : les deux corps caverneux et le corps spongieux entourés chacun d’une membrane peu extensible nommée l’albuginée. Le corps spongieux entoure l’urètre qui est le canal d’évacuation de l’urine et du sperme. Il se poursuit par un renflement distal : le gland. Les corps caverneux sont constitués d’un tissu conjonctif et musculaire lisse organisé en travées délimitant de petites alvéoles tapissées de cellules endothéliales : les espaces caverneux ou espaces sinusoïdes. A l’état de flaccidité pénienne, ces espaces sont normalement fermés en raison de la présence de cellules musculaires lisses qui les entourent et exercent un tonus permanent. Lors de l’érection, les cellules musculaires lisses se relâchent déclenchant ainsi l’ouverture de ces espaces sinusoïdes qui se gorgent de sang. L’afflux sanguin entraîne un gonflement du pénis (tumescence).
L’albuginée des corps caverneux joue un rôle important dans le passage de la tumescence à la rigidité. Lors de la tumescence pénienne, l’augmentation de volume des espaces sinusoïdes par remplissage sanguin entraîne une compression du réseau veineux situé sous l’albuginée aboutissant progressivement à un arrêt du retour veineux. A chaque systole, le flux sanguin vient encore accroître la pression dans les corps caverneux. Au maximum de la rigidité pénienne le flux sanguin tend à diminuer à chaque systole et à même s’inverser pendant la diastole. La contraction des muscles ischiocaverneux et bulbocaverneux participe à l’augmentation de la rigidité.
La commande des cellules musculaires lisses est assurée par le système nerveux végétatif pelvien (nerfs sympathiques et parasympathiques). Le déclenchement de l’érection par relaxation des cellules musculaires lisses péniennes est sous la dépendance des fibres nerveuses parasympathiques non adrénergiques et non cholinergiques. Les centres médullaires de l’érection sont situés au niveau de la moelle épinière sacrée (S2, S3, S4). Le tonus sympathique alpha-adrénergique est responsable de l’état de flaccidité en induisant la contraction des cellules musculaires lisses. L’essentiel des nerfs végétatifs péniens est véhiculé par les nerfs caverneux qui naissent des plexus hypogastriques et longent les faces latérales de la prostate avant de gagner la racine de la verge.
L’érection peut donc être assimilée à un phénomène vasculo-nerveux complexe souvent assimilé à une éponge vasculaire active et autonome.
Les neuromédiateurs produits par les terminaisons nerveuses régulent le tonus musculaire lisse caverneux en modifiant la concentration de calcium intracellulaire. Ces mouvements du calcium intracellulaire font intervenir l’AMP cyclique et la GMP cyclique. Le monoxyde d’azote (NO) est synthétisé par les fibres nerveuses non-adrénergiques non-cholinergiques et l’endothélium des espaces sinusoïdes ; il augmente la concentration intracellulaire de la GMP cyclique et favorise donc l’érection. La GMP cyclique est inactivée par une phosphodiestérase de type V. Les médicaments inhibiteurs des phosphodiestérase comme le sildénafil ont donc une action facilitatrice de l’érection. A l’opposé, les médiateurs synthétisés par le système sympathique sont à l’origine d’une contraction des fibres musculaires lisses et donc de la détumescence.
