糖尿病妇女妊娠后自然流产的发生率明显增加，可达15%～30%，流产多发生于孕早期。造成流产的主要原因如下。

研究表明，一些物理、化学及生物等因素导致胚胎毒性，造成小鼠囊胚滋养层细胞数量减少而影响囊胚的着床，或者内细胞群细胞严重减少导致胚胎着床期后发生死亡。

妊娠合并糖尿病在前3个月时孕妇的自然流产危险性升高，可能的影响因素包括高血糖对卵黄囊细胞膜的原发性损伤、卵黄囊细胞膜主要脂质成分的代谢失衡、超氧阴离子自由基的释放以及影响细胞凋亡信号通路的蛋白激酶、蛋白酶活性及其功能。

有学者发现，不同浓度的葡萄糖能导致鼠胚泡细胞生长延缓，特别是当体外培养的葡萄糖浓度超过30mmol/L时，胚泡细胞总数明显减少（P＜0.05），说明妊娠合并糖尿病的高血糖环境有可能引起胚胎细胞的凋亡增加而导致胚泡发育迟缓。进一步研究表明，在高糖培养的体外生长胚泡中，其凋亡抑制基因Bax表达下调，而促凋亡基因bcl-2和bcl-x 1则表达上调，进一步说明了妊娠合并糖尿病的高血糖环境能引起胚泡细胞的凋亡而导致胚胎发育障碍，是妊娠合并糖尿病对胚胎的危害之一，可能是通过下调IGF-1的表达，从而使细胞凋亡信号转导通路中的凋亡相关基因bcl-2、bcl-x 1等表达下调，而上调p53基因和Bax基因等，启动细胞凋亡程序，导致胚泡发育障碍。尹芳等在动物实验中也发现，高浓度葡萄糖可诱导小鼠囊胚细胞凋亡相关基因caspase-3的表达，其表达在将演变成胚体的内细胞群尤其明显，并伴有囊胚细胞数目明显减少，从而证实高浓度葡萄糖对胚胎的毒性作用在胚胎着床前即已发生。另外有研究表明高血糖可导致小鼠囊胚细胞葡萄糖转运蛋白（glucose transporters，GLUT）中的GLUT1和GLUT3的下降，使细胞内葡萄糖的转运和利用下降，胚胎能量产生障碍，使细胞膜表面对凋亡有抑制作用的Akt蛋白激酶不能正常磷酸化，使其凋亡抑制作用减弱，可能导致着床前胚胎细胞的凋亡。

正常孕期的胚胎细胞处在一个氧化和抗氧化动态平衡中；而糖尿病孕妇高血糖可导致囊胚细胞内氧化应激产生大量活性氧类物质（reactive oxygen species，ROS），体内活性氧产生增多，而抗氧化物质并未相应升高，因此活性氧堆积，形成氧化应激。有学者推测氧化应激可使滋养细胞在侵入子宫螺旋动脉的过程中受到破坏，合体滋养细胞的氧化应激广泛，受到氧化损伤，引起流产。但关于氧化应激引起流产的机制目前尚不清楚，尚待进一步研究。

另外，胎盘血糖丰富，细胞增生明显，绒毛数量增多，绒毛内间质细胞增多，绒毛间隙缩小，使母儿间血液循环的屏障加宽；再加上糖尿病妇女妊娠后，由于孕前即有糖尿病，有一定时期的病程，易并发有糖尿病的微血管病变，使小动脉壁蜕膜增生，管腔狭小。以上均影响胎盘的血氧输送功能，在早期可造成自然流产。

糖尿病孕妇自然流产的发生主要与受孕前后血糖水平相关，而与流产时的血糖水平关系不大，早孕期糖化血红蛋白Hb A1c大于8%或者平均空腹血糖大于6.7mmol/L，自然流产率明显增加。所以将糖尿病患者血糖控制正常后再妊娠，维持早孕期血糖在正常水平，自然流产的发生可明显减少。

糖尿病酮症酸中毒（diabetic ketoacidosis，DKA）是糖尿病的一种严重急性并发症，其主要原因是高血糖和胰岛素相对或绝对不足，导致体内血糖不能被利用，体内脂肪分解增加，酮体（乙酰乙酸、丙酮和β羟丁酸）产生增多。糖尿病妇女妊娠后，如果早孕反应较强，进食不佳或胰岛素使用不当，再加上孕期脂肪分解代谢活跃，使得糖尿病孕妇更易并发DKA。酮症引起的脱水导致低血容量、酸中毒及电解质紊乱，严重时诱导母体昏迷甚至死亡。这些情况均因母体内环境差而影响胚胎、胎儿的生长发育造成流产。如母体酸血症可减少子宫的血流，减少组织的灌流量，导致胎儿胎盘单位的氧合作用下降，另一方面，酸中毒时，氧离曲线左移增加了红细胞和氧的亲和力，减少了红细胞在周围组织中氧的释放量。由于脱水导致的低血容量和血管低张力可以减少通过胎盘绒毛间隙的血流，胎盘螺旋动脉狭窄和痉挛导致子宫血流减少。另外母体的酮血症通过胎盘可引起胎儿的酸中毒，在孕早期具有致畸作用，严重时引起流产。

糖尿病的发病机制主要是胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足。胰岛素抵抗以及胰岛素分泌不足引起的高血糖均可以促进胰岛细胞分泌大量的TNFα，高浓度的TNFα可能通过多种途径导致流产：如诱导滋养层细胞凋亡，促进胎盘血管血栓形成，诱发宫缩使着床的胚胎坏死，参与抗体依赖细胞毒作用，并使前列腺素增多导致流产等。此外，孕妇高血糖通过胎盘转运到胎儿体内，而胰岛素不能通过胎盘，使胎儿长期处于高血糖状态，刺激胎儿胰岛β细胞增生，产生大量胰岛素，胎儿高胰岛素血症使其氧耗量增加导致胎儿宫内缺氧、死亡。