Để có thể hiểu rõ hơn cơ chế cũng như phương pháp điều trị của bệnh bất lực, một loại bệnh khá phổ biến, chiếm 52% dân số nam tuổi từ 40 - 70 (Boston). Chúng ta nên có một cái nhìn toàn cảnh về cơ chế sinh lý và bệnh lý của bệnh bất lực.
Bình thường dương vật được phân bố bởi 3 loại sợi thần kinh sau đây:
- Sợi cảm giác dẫn truyền cảm giác xuất phát từ dây thần kinh lưng (dorsal nerve) của dương vật, truyền luồng cảm giác từ da dương vật và quy đầu vào đến những hạch ở rễ lưng S2 - S4 qua dây thần kinh thẹn (pudendal nerve) trong đó những sợi có tận cùng trần (free ending nerves) truyền luồng cảm giác từ quy đầu. Trong khi đó, sợi vận động dẫn truyền xung động từ tủy sống và vỏ não … sẽ khởi phát từ S3 - S4 theo dây thần kinh thẹn đến nhóm cơ ụ hang và hành hang cùng với những sợi Σ hậu hạch để phân bổ đến phó tinh hoàn, thừng tinh, túi tinh, cơ vòng trong của bàng quang để điều hòa sự co thắt đồng bộ nhịp nhàng của các cấu trúc này trong lúc xuất tinh.
- Sợi PΣ tiền hạch xuất phát từ S2 - S4 băng qua dây thần kinh chậu đi đến tùng chậu (pelvic plexus).
- Sợi Σ xuất phát từ vùng xám inter medio - lateral của T11 - L2 đi dọc theo chuỗi hạch Σ cạnh cột sống đến tùng hạ vị trên, đến thần kinh hạ vị để đi vào tùng chậu.
Những sợi thần kinh thực vật sau khi phối hợp với nhau trong tùng chậu sẽ đi đến dương vật theo thần kinh cavernuous dọc theo mặt sau bên của tiền liệt tuyến trước khi xuyên qua cơ sàn chậu ngay bên ngoài niệu đạo, cách xa niệu đạo màng nó cho ra một vài sợi đi vào thể xốp của dương vật trong khi những sợi còn lại đi vào thể hang và dọc theo những nhánh cuối của động mạch thẹn và tĩnh mạch hang.
Ngoài vai trò của tủy sống đáp ứng lại kích thích cường dương bằng sờ mó còn có vai trò quan trọng của não bộ trong việc điều hòa các kích thích thông qua phản xạ tủy: các luồng kích thích do tưởng tượng, do nhìn, do ngửi, do nghe, do thấy thông qua vỏ não, đồi thị, rhiencephalic và limbic sẽ đi đến vùng medial preoptic anterior hypothalamus, vùng này sẽ tác động như một trung tâm điều phối mà kết quả cuối cùng sẽ gây nên cường dương, trong khi phức hợp hạnh nhân (amydaloid complex) của não lại có tác dụng ngược lại.
Mặc dù hệ PΣ là yếu tố khởi phát của sự cường dương nhưng sự chuyển dạng của dương vật từ mềm sang thể cương cứng lại là hiện tượng của mạch máu. Trong tình trạng mềm (bình thường), các động mạch, tiểu động mạch và các khoảng xoang trong thể hang của dương vật đều co thắt lại dưới tác động của Σ trong khi những tiểu tĩnh mạch giữa xoang và densa tunica albuginea (xung quanh thể hang) lại mở ra tự do. Sự cương cứng chỉ có thể bắt đầu do sự dãn nở (sự thư giãn) các cơ trơn của các khoảng
xoang, điều này sẽ đưa tới sự dãn nở của xoang và giảm kháng lực ngoại vi sẽ làm tăng nhanh luồng máu đi qua động mạch thể hang và động mach thẹn. Chính sự dãn nở của các hệ xoang sẽ chèn ép lên trên tiểu tĩnh mạch và diện tích mặt trong của densa tunica albuginea gây một tình trạng tắc nghẽn tĩnh mạch. Kết quả là sự tăng áp lực bên trong các hệ xoang sẽ gây nên sự cương cứng.
Sự cường dương xảy ra khi trương lực của các xoang do Σ gây ra bị đối kháng bởi PΣ (xuất phát từ S2 - S4) bởi vì chính nó đã kích thích tổng hợp và phóng thích ra nitric oxide từ nội bì các mạch máu - một chất dẫn truyền thần kinh non-adrenergic, non-cholinergic - đưa đến sự thư dãn các cơ trơn của hệ xoang. Ngoài ra người ta còn tìm thấy các neuropeptid như V.I.P hoặc calcitonin - gene - related peptid trong các mô xoang có khả năng gây căng phồng dương vật trong khi nor-epinephrine có tác dụng ngược lại.
Nếu PΣ có vai trò chủ yếu trong việc cường dương thì hệ Σ lại có vai trò trong sự xuất tinh và phóng tinh. Dưới sự điều hòa của hệ α- adrenergic, các phó tinh hoàn, thừng tinh, túi tinh đẩy tinh dịch đi vào niệu đạo vùng tiền liệt tuyến. Sự đóng đồng thời cổ bàng quang cùng với sự co thắt của các cơ ụ hang và hành hang sẽ phóng tinh ra ngoài. Nếu sự cường dương và phóng tinh là một hiện tượng thuộc về cơ chế sinh lý thì sự khoái cảm chỉ là một cảm giác tâm lý xảy ra trong giai đoạn co thắt nhịp nhàng của cơ đáy chậu. Nó được cảm nhận như là một cảm giác khoan khoái và có thể xảy ra ngay cả khi không có cường dương hoặc xuất tinh.
Cuối cùng là sự xìu của dương vật (sau khi xuất tinh) có lẽ là do hoạt tính trương lực của hệ mạch máu đã được khôi phục (do vai trò ưu thắng của hệ Σ trên hệ cơ trơn mạch máu) sẽ giảm dòng máu đến dương vật và gây nên sự làm rỗng các khoảng xoang.