海绵体局部合成和释放的NO激活血管和小梁平滑肌的鸟苷环化酶，使细胞内cGMP浓度升高，激活蛋白激酶G(PKG)，而PKG可以使钙通道关闭和钾通道开放，两种作用均可使海绵体平滑肌舒张而引起勃起。因此，糖尿病引起细胞内cGMP浓度降低可能是糖尿病性ED发病机制的另一个环节。

等用钙离子载体A23187刺激兔海绵体，发现6月病程的糖尿病兔海绵体生成较正常兔明显减少。枸橼酸西地那非，选择性抑制磷酸二酯酶V型，使cGMP降解减少，浓度提高，临床研究表明西地那非和Vardenafil能有效提高糖尿病性患者的勃起功能。

糖尿病致海绵体ET-1的变化ET-1是NO的生理拮抗剂，它能引起海绵体平滑肌持久而缓慢地收缩，并能加强肾上腺素能激动剂苯福林对平滑肌的收缩效应。研究发现糖尿病性患者肘静脉及海绵体的血液中ET-l的浓度较正常者明显升高。发现糖尿病海绵体ET受体mRNA水平升高，ET-1激动剂引起糖尿病兔海绵体平滑肌收缩效应明显增强，认为其是引起糖尿病性ED的一个重要机制。这一方面的研究还很少，然而如对这一机制进行深入探讨，很可能会为糖尿病性ED的治疗开辟出一条新途径。

糖尿病致海绵体勃起组织结构和数量改变海绵体的基本组成成分是平滑肌细胞和细胞外胶原基质。有研究者在光镜下即观察到糖尿病大鼠海绵体平滑肌数量减少，有水肿出现，且从真皮到海绵体均可看到脂肪滴形成。用计算机成像分析系统对链脲佐菌素致糖尿病大鼠进行研究，发现糖尿病大鼠海绵体平滑肌及内皮细胞密度较同龄正常大鼠明显降低。而Alici等。利用流式细胞仪研究大鼠勃起组织细胞凋亡情况，发现糖尿病大鼠勃起组织凋亡细胞比率比正常大鼠明显升高。上述研究认为糖尿病引起的海绵体勃起组织结构改变和数量减少是糖尿病性ED发生的一个重要原因。