子宫是孕育新生命的场所，在性反应过程中也将出现一系列显著变化。古代医学称子宫为胞宫或女子胞，它略似前后稍扁的倒置的梨。成年妇女的子宫约长７-８厘米，底部宽约４-５厘米，厚约２-３厘米，重约４０-５０克。子宫可分为底、体和颈三部分。底与体以输卵管入口处分界，其上圆突的部分为底，其下为体。由体向末端伸展的缩窄部分称为子宫颈部，长约２．５-３厘米，近似圆柱形，其下端１／３突入阴道内称阴道部，上２／３位于盆腔内。宫颈末端的中央是子宫与阴道相通的子宫外口，未经产妇呈平滑椭圆形，经产妇因分娩后变成横裂形，并将宫颈口分为前唇和后唇两部分。子宫壁主要由平滑肌组成，子宫体上段肌层最为肥厚。生育后子宫重量可增加一倍，至绝经期后子宫逐渐萎缩变小。
我们把子宫看作一个整体，按整体来考虑其在性反应中的变化过程。
一、子宫的抬高反应
在性紧张水平由兴奋期向平台期进展时，整个子宫将由小骨盆升入大骨盆。平时宫颈与阴道后壁相贴，这时它将向后向上方缓慢移动，于是宫颈与阴道前后壁之间便形成一个解剖上的椭圆形凹盆状空间，好似支起一架帐篷，所以又称帐篷作用，这个空间的下部还可称之为贮精池，因为精液将在不久之后存贮在这里。子宫的升高反应将在平台期结束，直至消退期重新返回小骨盆中原来的位置。宫颈也自然而然地下降，宫颈口恰恰浸入精液池之中。据说，子宫的支持组织在子宫的这种抬高反应中起着重要作用，因为产伤造成主韧带和子宫直肠襞等支持组织损伤后，其子宫的抬高反应将显著减慢、减弱。性紧张造成的阔韧带等盆腔器官的显著充血也是子宫抬高的原因之一，因为静脉充血使这些结构本身缩短、变紧，从而继发性引起子宫抬高。不过后位子宫将不会在性反应中出现上述抬高反应。
二、子宫颈的反应
子宫颈在性反应中并未出现过去人们所猜测的分泌活动，只是到了平台期后，在阴道管壁早已充分润滑之后宫颈才会排出少量排卵型的粘液，即又稀又富弹性。
宫颈在性反应中出现的特异反应往往发生在性高潮之后的消退期，这时可见宫颈外口轻度扩张，若女性未达性高潮，则观察不到子宫外口的这一生理反应。从宫颈口的扩张至关闭大约需要２０-３０分钟，多见于未经产妇，但经产妇若存在显著产科损伤时就无法可靠地查明是否发生了这一反应。消退期宫颈口张开的临床意义是从理论上增加了精子进入宫腔的机会，然而事实上是有很多妇女在从未获得性高潮的情况下接二连三妊娠的。
三、子宫体的反应
典型的高潮期子宫反应是子宫肌肉的节律性收缩，它由底部开始，逐渐通过体部而终止于子宫下段，这种收缩与分娩初期发生的子宫肌层的收缩相似，只是收缩的幅度偏小而频率偏高。这种收缩往往发生于女性主观意识到性高潮经历开始后２-４秒钟。收缩强度平行于女性的自我感受。
人们普遍认为手淫激发的性高潮的子宫体收缩的激烈程度和持续时间都比性交时达到的性高潮反应为强，这与女性报告的主观感受也是一致的。在高潮期得到确认的子宫肌肉的收缩有助于解释某些妇女在高潮期出现的痉挛性痛苦感觉，尤其是绝经期妇女的子宫体高潮收缩也常常造成主观上的疼痛感觉。
在马斯特斯和约翰逊实验研究之前，人们不清楚为什么在连续或长时间的性兴奋之后女性会出现生殖器的疼痛感，经过他们的研究，人们才知道这是盆腔器官久不消退的严重血管充血引起的疼痛和压迫感造成的。它的病理机制与慢性盆腔静脉瘀血是一致的，只是其程度要严重得多。由于子宫的血管充血，子宫体积在平台期可增加５０-１００％，刺激时间越长，充血也越严重。当高潮释放之后，未经产妇的子宫肿胀将在１０分钟内消退，经产妇所需的时间为１０-２０分钟。若未获高潮时，子宫体积的复原要历时３０-６０分钟。子宫在性反应过程中的增大无疑为靶器官深部充血提供了又一明证。如同阴道外１／３段高潮平台、小阴唇、乳房等其他器官一样对有效性刺激作出反应，血管充血、液体成分积聚，结果器官体积就会增加。
马斯特斯和约翰逊在观察月经期妇女手淫获得高潮时发现，在高潮结束之际或消退期最初几秒钟时，经血从宫颈外口喷射而出。在许多情况下，其压力会大得使血液直喷出阴道而不碰到放置在阴道内的窥镜叶片。阴道窥器会使宫颈口抬高并远离阴道口，所以可以观察到这一现象。这说明子宫体的收缩力相当强，而且不是痉挛性收缩。
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