Il sistema nervoso parasimpatico determina un rilascio delle cellule monocitiche lisce dei vasi arteriosi (arterie elicine), espandendo lo spazio (le trabecole) di alcuni corpi cavernosi e, in particolare, del glande. L'ingresso di sangue aumenta di 40 volte rispetto alle condizioni normali. Le venule vengono così compresse dal sangue contro una parete duro-elastica (tonaca albuginea) che avvolge tutta la struttura del pene e ha spessore sufficiente per resistere alla dilatazione senza fuoriuscita di sangue venoso. La tonaca a sua volta comprime le vene bloccando il ritorno venoso di sangue. Quindi, le cellule rilassano i vasi arteriosi che si riempiono e comprimono il mantello penico che chiude i vasi venosi e mantiene la rigidità del membro virile.