从性唤起到性欲高潮，从性欲高潮到回复至初始的生理状态，生殖器和身体的其它方面都要经过一系列的周期变化，这就是性反应周期。男性性反应的特点是能迅速地进入性兴奋状态。这和男性的性欲冲动具有“主动性”和“进攻性”有关;而女性性欲冲动则表现为“被动性和容受性”。这种差别和受精过程中精子的 “主动性”与卵子的“被动性”完全相适应。男性的性反应周期分为兴奋期、持续期、性高潮期、消退期等四期。
(一)兴奋期
男性性兴奋期是以阴茎勃起为主要特征的。阴茎海绵体因充血而胀大， 围绕着海绵体的白膜被充分绷紧，这样产生的压力能阻断白膜下静脉和窦回静脉的血液回流，使阴茎保持勃起的坚硬。这种状态可以在接受心理性或反射性性刺激 10秒钟左右发生，但如果不能及时向性反应的下一阶段发展，则会暂时消退，遇刺激后又可以重复出现。在性兴奋时，阴囊也发生形态改变。由于提睾肌收缩，使精索回缩，睾丸向腹腔方向提升，皱缩的阴囊因绷紧，皮肤变得光滑。阴囊的这种变化仅能维持数分钟，但在性反应的以后阶段中仍又重复出现。有一部分男性在兴奋期可发生乳头勃起，大多数男性没有这种反应。
(二)持续期
在兴奋期和持续期之间并没有突然变化的生理标志，而是许多生理反应在性兴奋期的基础上进一步加强。持续期预示着性高潮的生理紧张、肌肉紧张和神经紧张均达到更高的强度。此时呼吸加深加快，生殖器官血液充盈更加明显，阴茎紧硬，欣快感在男女两性之间都很强烈。男性性持续期的性兴奋和性紧张强度是在兴奋后期的水平上的持续增强。因阴茎海棉体的进一步 充血，阴茎变得非常坚硬，周径增大，阴茎头颜色加深，变为紫红色，睾丸体积也可由于充血而增大。睾丸向腹腔方向充分提升并发生特有的睾丸旋转。在持续期尿道口有尿道球腺的粘液流出，个别情况下能在其中找到精子。了解这一生理过程，对于科学地掌握避孕方法是有益的。外周性反应则有全身性肌肉强直、血压进一步上升、心动过速和呼吸喘急等。在持续期阴茎由可以随意识控制的缓慢抽送逐渐发展到无法自主控制的快而猛烈的抽送，此时伴随着强烈的舒泰感。如果配合和谐，男女双方的身体运动特别是骨盆的运动会调节得非常得当，这样双方会同时进入性高潮。要做到这一点两人的情感交流是非常重要的。
(三)高潮期
男性性高潮是男性在性反应的过程中，性兴奋强度最高的时期。 科学研究表明：人体具有一个性高潮的阀值，一旦性刺激和性兴奋强度达到或超过此阀值，便由神经反射引发性高潮的出现。无论男性或女性，性高潮期仅仅只有极短的一段时间。在男性随着性高潮的出现，体验到有一种强大的压力，使射精迫不及待和不可避免。实际上， 此时距精液射出还需要1-3秒钟的时间。由于高度兴奋，阴茎的抽送力度加大、频率加快、阴茎头更为胀大，有一种力图把身体力量集中于阴茎向阴道深部顶入的意向，紧接着射精开始。射精是精液在强大的压力下从尿道口喷射而出的生理过程。射程可达半米或更远。但随着年龄的增长，这种射程越来越近，有时甚至从尿道流出， 这是因为与射精有关的肌肉收缩力减弱的结果，并非病态。 玛斯特斯和约翰逊把射精过程分为两个阶段， 在第一阶段，睾丸内输出管、附睾、输精管、 输精管壶腹、精囊腺、前列腺一起产生平滑肌收缩，使精液汇集于尿道的前列腺部，同时尿道球腺也分泌液体加入精液，此期内括约肌关闭，阻断了液逆行到膀胱的通路。在第二阶段，由尿道中充盈的精液产生冲动经骶神经传到脊髓射精中枢，然后有节律的冲动从脊髓送到骨骼肌;致使球海绵体肌、坐骨海绵体肌、尿道括约肌共同有节律地收缩产生压力，迫使精液从阴茎部尿道口喷射而出。开始2-3次的收缩，时间间隔为0.8秒，以后节律放慢。收缩次数前后约有4-10次或更多。 这种收缩次数的差别，正好反映了性高潮的强度。男性性高潮的强度决定于疲劳的程度、性心理状态、性刺激强度以及两次性交的间隔时间。
(四)消退期
男性随着射精的结束，性能量释放完毕，无论生殖器官还是整个身体， 肌张力急剧下降，阴茎的勃起很快消失。阴茎的充血肿胀也随着血液状态的恢复正常而消退。睾丸体积也随之缩小。实际上在解剖学和生理学的变化方面，消退期正是兴奋期的相反过程。男性消退期的一个最显著的特点是，经历过性高潮之后，存在一个对进一步的性刺激不作反应的时期，即不应期。不应期的长短会因人、因时而异，但和年龄关系最密切。在青年期不应期可以短至数分钟，而在老年期可长达数小时以上，如在数小时内重复性交，则不应期顺次延长。与男性相比，女性多数有重复达到性高潮的性潜力。因此，有人认为，只有男性才有不应期。了解男性和女性的这一生理差别对于促进性和谐有很大意义。从功能意义上讲，不应期是男性为了积蓄性能量，使精子数量得以补充，以适应新的性紧张而必须的间隔。因为男性在整个性反应过程中的体力消耗，要比女性强得多，况且还有大量精子排出。正是因为存在“不应期”，才可以避免过度性交而造成身体的损害和精子的缺乏。特别值得指出的是有严重早泄的男性，常常表现有不应期的过度延长。
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