阴茎的神经主要是阴茎背神经和海绵体神经。控制阴茎勃起的中枢在骶髓段,该中枢除自身接受刺激后产生反射外,并受大脑皮质活动的控制。

人类调控阴茎大的高级中枢位于大脑的边缘系统。边缘系统所包括的大脑部位相当广泛,如梨状皮层、内嗅区、眶回、扣带回、胼胝体下回、海马回、脑岛、颞极、杏仁核群、隔区、视前区、下丘脑、海马以及乳头体都属于边缘系统。边缘系统的主要部分环绕大脑两半球内侧形成一个闭合的环,故此得名。边缘系统内部互相连接并与丘脑、下丘脑及皮质上组织的许多区相互联系。刺激上述区域可使阴茎产生勃起。大脑对阴茎勃起的抑制能力大于兴奋。大脑皮质某一处的兴奋常可导致其他处的负诱导而出现范围不等的抑制,如抑制作用加强,波及性中枢,可使性兴奋减弱,影响性功能的条件和非条件反射。

当大脑皮质接受性刺激后,从下丘脑前部传来的冲动投射到脊髓神经的骶段中枢,从丘脑后部来的冲动则通过中脑被盖投射到脊髓胸腰段中枢。副交感神经纤维从S2~4离开脊髓前根经盆神经支配阴茎,交感神经纤维从T12~L3经腹神经丛支配阴茎,所以阴茎受交感肾上腺素能神经及副交感神经胆碱能纤维的双重支配。

阴部神经(pudendal nerve)起自骶丛(S2~4),含感觉、运动及节后交感神经纤维,属于躯体神经,阴部神经自梨状肌下孔穿出,伴阴部内动、静脉经坐骨小孔至坐骨肛门窝。在阴部管内分出肛神经(痔下神经)后,本干分为会阴神经及阴茎背神经入尿生殖区。阴茎背神经经阴部管向前,穿尿生殖膈,沿阴茎海绵体的背外侧表面下行,走行于阴茎深筋膜与白膜之间,沿途发出许多小的神经分支,末梢支终于阴茎头。在阴茎背部该神经发出侧支,由背侧由弓状绕向下至尿道。阴茎背神经主要传递阴茎头和阴茎皮肤的感觉。在阴茎头的上皮、包皮及尿道黏膜内有着多种形式的神经末梢,如在皮肤及尿道上皮下结缔组织内有游离神经末梢;在阴茎头皮肤及包皮的真皮乳头内有触觉小体;在阴茎头皮肤的真皮乳头深层及尿道黏膜内有生殖小体(genital corpuscle);在较深的阴茎头结缔组织内及海绵体白膜下有环层小体。此外,还有髂腹股沟神经及生殖股神经以小支分布于阴茎根部及阴囊前部的皮肤。坐骨海绵体肌与球海绵体肌受阴部神经的分支会阴神经支配,坐骨海绵体肌使阴茎海绵体勃起,球海绵体肌使尿道海绵体勃起,并对射精、排尿起作用。

阴茎还受自主神经支配,自主神经发出神经冲动控制阴茎平滑肌的收缩与舒张。这些神经来自盆丛,经前列腺丛,经尿道膜部穿经尿生殖膈,至阴茎背侧,并与阴茎背神经连接,发出小支与大支(主要为交感神经纤维),一些神经纤维向下继续延伸形成阴茎海绵体丛。小支(阴茎海绵体小神经)进入尿道海绵体后部,并分布于其勃起组织及尿道的海绵体部;大支(阴茎海绵体大神经)向前行,分布于阴茎海绵体及尿道海绵体。此外,会阴神经发出小支,在尿道球的两侧进入海绵体,并分布于尿道远端及阴茎头。

分布于阴茎海绵体的副交感纤维引起血管扩张即充血,使阴茎勃起。以往认为阴茎勃起是通过盆内脏神经途径完成的,所以盆内脏神经也称勃起神经。当前的研究结果认为,除盆内脏神经外,阴茎背神经内也有副交感纤维存在。会阴神经使阴茎根部的球海绵体肌及坐骨海绵体肌收缩,阻止血液回流,对勃起起辅助作用,阴茎勃起组织的血管还受交感神经的支配,具有使血管收缩,促使阴茎疲软的作用。

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