糖尿病的慢性并发症是由于长期高血糖损害血管、神经及其他内脏结构引起的。研究发现血中多余的葡萄糖可以和其他物质结合形成复合的糖基化物质，堆积在小血管壁，使其变厚和易渗漏。血管壁变厚，则血管腔变小，血管供血量越来越少，尤其是支配皮肤和神经的血管变化更明显。
另外，血糖控制不佳亦可引起血中脂肪物质升高，加速动脉粥样硬化，脂肪堆积在血管壁形成斑块。糖尿病患者中，动脉粥样硬化为非糖尿病者2～6倍。由于大、小血管的循环血量不足，可损害心脏、大脑、双下肢、眼、肾脏、神经、皮肤等，并使创口愈合缓慢。正因为以上的原因，糖尿病患者易合并许多严重慢性并发症。冠心病及卒中很常见。眼睛的血管损害可引起视力丧失（糖尿病性视网膜病变）。肾脏功能异常，导致肾衰竭，需透析治疗。
神经损害有数种表现。如果是单一神经病变（单神经病），一侧上肢或下肢可突然无力；如果双手、双下肢、双足神经受损（糖尿病性多神经病），可出现感觉异常及针刺或烧灼样疼痛，四肢无力；如果皮肤神经受损，病人不能感觉挤压或温度变化，使皮肤可能反复受伤。皮肤血流供应不足也可导致溃疡形成，伤口愈合缓慢。足部溃疡可较深、感染、愈合不良，甚至需要截肢。
糖尿病病程长而且控制不好时，会发生全身性病变，主要是大血管、微血管及神经病变。大血管病变主要是动脉粥样硬化性改变。大、中动脉粥样硬化主要侵犯主动脉、冠状动脉、脑动脉、肾动脉和肢体外周动脉等，引起冠心病、缺血性或出血性脑血管病、肾动脉硬化、肢体动脉硬化等。肢体外周动脉硬化常以下肢动脉病变为主，表现为下肢疼痛、感觉异常和间歇性跛行，严重供血不足可导致肢体坏疽。
微血管病变以视网膜病变和糖尿病肾病尤为常见。糖尿病神经病变以周围神经最为常见，还可累及单一外周神经（主要累及脑神经）。自主神经病变也较常见，影响胃肠、心血管、泌尿系统和性器官功能。
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