多くの患者が最も頭を抱えるのが、「かゆみや腫れが引いたはずなのに、皮膚の奥にコリコリとした硬いしこりが残る」「刺された部位が赤黒いシミのようになって消えない」という後遺症です。この病態には、皮膚深部における慢性炎症と自己防衛反応の暴走が深く関与しています。
強烈なかゆみに耐えかねて皮膚を繰り返し掻きむしると、真皮層に存在する線維芽細胞が過剰に刺激され、コラーゲン線維が異常増殖します。同時に、毒素を排除しようと集まった好酸球やリンパ球が長期間にわたって患部に留まり、局所の組織が分厚く硬直化していきます。これが、皮膚科学で「結節性痒疹（けっせつせいようしん）」と呼ばれるブヨ刺され跡のしこりの正体です。一度この結節が完成してしまうと、患部の知覚神経が過敏化し、わずかな刺激でも痒み中枢が興奮する「かゆみと掻破の悪循環（イッチ・スクラッチ・サイクル）」に陥ります。
さらに、強い炎症反応は表皮基底層に位置するメラノサイト（色素細胞）を猛烈に刺激します。メラニンが過剰生成されるとともに、基底膜が破壊されて真皮層へとメラニン顆粒が滴下・沈着してしまうことが、ブヨ刺され跡が黒ずむ理由（炎症後色素沈着：PIH）です。真皮層に落ちたメラニンは通常の肌のターンオーバー（約28日周期）では排出されにくく、皮膚の貪食細胞（マクロファージ）に回収されて数ヶ月から数年にわたり色素斑として残留することになります。
また、炎症が真皮浅層から表皮下へと急激に波及すると、血管透過性が亢進して多量の組織液が漏れ出し、浸出液が表皮を押し上げて水ぶくれを形成します。このブヨ刺され水ぶくれの対処法として最も厳禁なのは、針などで意図的につぶす行為です。水ぶくれの天蓋（皮）は外部の病原菌から患部を守る最良の天然ドレッシング材であり、破れると黄色ブドウ球菌などが侵入して「とびひ（伝染性膿痂疹）」や「蜂窩織炎（ほうかしきえん）」といった重篤な細菌感染症を併発するリスクが跳ね上がります。
数日から1週間以上経ってから突如としてブヨ刺され痒みがぶり返す原因についても、生体の免疫記憶と局所的な血流変化が関係しています。入浴や飲酒、運動などで体温が上昇すると、血管拡張とともに患部の肥満細胞からヒスタミンが再遊離し、休眠状態にあったアレルギー反応が再燃するのです。
