Nefropatia cukrzycowa stanowi jedno z przewlekłych powikłań naczyniowych cukrzycy, zaliczanych do mikroangiopatii. Patogeneza mikroangiopatii cukrzycowej jest też powiązana ze stanem zapalnym i aktywacją układu odpornościowego, wpływem aktywacji receptorów PPAR-α (ang. Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-α), aktywnością reduktazy aldolazy (AR) oraz defektami funkcjonalnymi monocytów. Początkowo dochodzi do pogrubienia błony podstawnej włośniczek kłębuszków nerkowych i powiększenia obszaru mezangium wskutek nagromadzenia macierzy pozakomórkowej. Prowadzi to do przerostu kłębuszków, zaburzeń hemodynamiki nerek oraz zwiększonego wydalania albumin w moczu. W efekcie następują zmiany o charakterze postępującego rozlanego lub ogniskowego (guzkowego) stwardnienia kłębuszków nerkowych z rozwojem zmian cewkowo-śródmiąższowych i upośledzeniem funkcji nerek. Długotrwale utrzymujący się stan hiperglikemii we krwi wiąże się z działaniem uszkadzającym głównie w mechanizmie trzech szlaków biochemicznych: nieenzymatycznej glikacji, ścieżki sorbitolu i aktywności kinazy proteinowej C. W wyniku nieenzymatycznej glikacji powstają końcowe produkty zaawansowanej glikacji, m.in., karboksymetylizyna (CML), pyralina i pentozydyna. Przy podwyższonym poziomie wewnątrzkomórkowym glukozy dochodzi do wzrostu przemiany tego cukru do alkoholu wielowodorotlenkowego – sorbitolu, a dalsze przemiany generują stres oksydacyjny i prowadzą do powstania związków będących inhibitorami (Na+/K+)ATPazy. Nefropatia rozwija się u około 20-30% chorych na cukrzycę. W wyniku glikacji białek dochodzi do uszkodzenia błon podstawnych kłębuszków nerkowych i do mikroalbuminurii. Następują zaburzenia molekularnej lub elektrycznej integralności kapilarnej bariery filtracyjnej, co ujawnia się jako zwiększona przepuszczalność mikronaczyniowa. Wykrywanie i leczenie nieprawidłowej czynności nerek we wczesnym etapie w cukrzycy poprzez obniżanie ciśnienia tętniczego krwi może zredukować ryzyko patologii funkcji nerek nawet o 70%.