Малые дозы радиации вызывают мутации генов. В соматических клетках мутации незаметны или приводят к злокачественному перерождению, мутации в половых клетках могут быть причиной врожденных аномалий, передающихся последующим поколениям. Чувствительность клеток к рациональному повреждению весьма различна. Существует общий принцип: чем примитивнее клетка, тем более она подвержена облучению. Например, при облучении высокими дозами яичек сперматогонии быстро разрушаются, а зрелые сперматозоиды сравнительно резистентны и даже могут сохранить нормальную функцию. Картина тканевого повреждения складывается из описанных выше клеточных дефектов и из повреждения сосудов стромы. Вначале сосудистые изменения напоминают изменения при остром воспалении. Повышается проницаемость капилляров, жидкость и клеточные элементы из сосуда проникают в ткань, вызывая отек. Поздним осложнением облучения является артериолосклвроз, который может быть причиной атрофии ткани. Восстановление внутриклеточной структуры при несмертельном облучении клетки происходит быстро, в пределах 5 ч с момента облучения. Погибшие клетки замещаются соседними за счет митотического деления необлученных клеток. Если повреждено значительное число специализированных клеток органа, может произойти замещение их, в результате пролиферации фиброзной ткани с образованием рубца и деформацией ткани. К безусловным последствиям относятся патологические процессы, абсолютно точно связанные причинно с перенесенным облучением. Их появление наглядно определяется полученной дозой облучения. Есть доза, воздействие доз ниже которой не вызывает развития патологического процесса (пороговая доза), узкая полоса доз, при воздействии которых он может развиться, а может и не развиться, и доза, воздействие доз выше которой обязательно вызывает развитие патологического процесса.