在糖尿病早期肾脏体积增大，如血糖控制正常，肾脏体积常可恢复正常。
1.肾小球病变
是DN的主要病理改变，早期为基底膜增厚和系膜基质增多，晚期则为硬化性改变，不伴明显细胞增生。包括弥漫性肾小球硬化和结节性肾小球硬化，前者常见但无特异性；后者少见却为DN较为特异性的病变，但并非DN特有，又称为Kimmelstiel-Wilson结节。
沉积的基质呈嗜伊红和PAS染色阳性。在肾小球硬化的同时尚可见渗出性病变。一些透明样物质沉积在毛细血管袢，称为"纤维素帽"，沉积在肾小囊内侧称"肾小囊滴".这种渗出性病变并非DN特有。由于基底膜增厚和系膜基质增多的压迫作用，毛细血管袢可以出现闭塞。
2.肾小管一间质病变
肾小管基底膜增厚和间质增多在糖尿病早期即可出现，晚期可见肾小管萎缩和间质纤维化。这些病变无特异性，但在肾功能恶化中有重要作用，对判断预后有指导作用。
3.血管病变
常见肾小球人球和出球小动脉管壁透明样物质沉积。
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