糖尿病血管病变的发生与胰岛素绝对或相对缺乏引起的高血糖等代谢紊乱有关，早期用“高渗学说”来解释各种糖尿病并发症的发病机制。山梨醇旁路代谢增强。高血糖可以加速山梨醇旁路代谢，山梨醇途径是指葡萄糖经醛糖还原酶作用还原成为山梨醇、再经山梨醇脱氢酶的作用氧化生成果糖的过程。此途径需消耗NADH(还原型辅酶Ⅰ)及NAD＋(辅酶Ⅰ)。正常时组织中葡萄糖分解代谢主要通过糖酵解及磷酸戊糖途径。在某些组织如血管、晶体、肾脏、神经组织中，虽仅有少于3%的葡萄糖可经山梨醇途径代谢，但在糖尿病血糖增高或不能控制，这些组织的葡萄糖含量明显增高，山梨醇途径活性也明显增强，其结果为山梨醇、果糖积聚在血管、神经组织和其他组织。因山梨醇通透性较差，一旦形成，便在细胞内蓄积，从而引起细胞内溶质增加，形成高渗。导致细胞水肿。但在糖尿病神经和血管等组织中山梨醇、果糖仅以微克分子浓度堆积，不足以产生高渗性损害。因此，其它机制被提出。①氧化——还原电位失衡。氧化——还原电位学说的基本原理是：体内葡萄糖代谢经糖酵解或多元醇通路可以使NADH/NAD 之比增加。尤其认为：NADH增高是由山梨醇旁路代谢和磷酸戊糖途径而来。在糖尿病时，糖代谢异常，NADH/NAD 之比增加，可以影响二酰基甘油(DAG)的合成、去氧核糖核酸(DNA)的修复和脂肪酸的氧化。糖代谢中丙酮酸的增加，能够使NADH/NAD 之比下降，并使糖尿病动物血管组织功能正常化已有报道。②蛋白质非酶糖基化。糖尿病时，体内血糖增高，可发生广泛的糖基化作用而引起一系列病理反应。体内的葡萄糖及果糖、葡萄糖-6-磷酸等酮糖与体内多种蛋白质，尤其是长寿命蛋白质，如胶原蛋白、基质蛋白等发生非酶催化的糖基化作用，首先生成不稳定的Schiff碱，随后自动发生Amodori重排，生成稳定的酮胺化合物，然后再降解成为α-酮醛复合物，主要为3-脱氧葡萄糖酮醛，它比单糖更容易与蛋白质反应，主要经Maillard反应生成棕褐色，具有荧光性的糖基化终末产物(AGE)。AGE形成过多能引起许多组织的病理生理改变。AGE可致蛋白质结构改变，蛋白质生物活性下降，调节分子结合能力降低，血管壁的渗透性增高，延缓蛋白质降解等等。这些学说都在不同程度上阐述了糖尿病血管并发症的可能原因。最近，人们发现高血糖能激活细胞内蛋白激酶C(PKC)，引起体内一系列生理、生化改变，揭示了糖尿病血管病变的可能发病机理

糖尿病由于胰岛素的不足，糖酵解代谢速率降低，血糖浓度增高，山梨醇代谢旁路活性加强。因酶的诱导作用，醛糖还原酶活性增加，从6-磷酸葡萄糖生成山梨醇增加，山梨醇在山梨醇脱氢酶的作用下转变为6-磷酸果糖。醛糖还原酶（aldose reductase,AR）活性与葡萄糖浓度成正相关。但山梨糖醇脱氢酶（SDH）活性变化不大。细胞内山梨糖醇浓度增多，使细胞渗透压升高，细胞机能下降，出现蛋白变性，眼组织则出现白内障，这些改变均属于细胞内的代谢变化。动脉壁细胞特别是平滑肌细胞的山梨糖醇的沉着与动脉硬化形成是否有一定的关系还有待于进一步研究。