Por efecto de la excitación sexual se libera, de unas neuronas (NANC) de los cuerpos cavernosos y de las células del interior de las arterias (células endoteliales), una sustancia gaseosa que se llama óxido nítrico (NO). Esta va a promover una serie de cambios que resultan (mediados por la guanosimonofosfato cíclica -GMPc-) en una relajación del músculo liso cavernoso, que permiten la vasodilatación de las arterias del pene y en la subsiguiente erección. Pero la GMPc es degradada por una enzima, la fosfodiesterasa tipo 5 (PDE 5), responsable de la pérdida de la erección.  El sildenafil es un potente inhibidor, altamente selectivo, de la PDE 5, lo que se opone a la degradación de la GMPc, impidiendo así la detumescencia peneana.

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