一、病因
一般認為，短波長和高頻率的X線或γ射線照射有足夠能量使吸收射線的組織產生離子化，後者產生帶電荷的分子或原子，進而引起活細胞的損傷。過去使用的千伏X線外照射常損傷皮膚，而近代使用的高能射線雖損傷皮膚較輕，但是損傷腸道的危險性有所增加。隨著經驗的積累，人們認識到，放射性腸道損傷，尤其是結腸和直腸損傷，是嚴重的並發症。
二、發病機製
影響放射損傷的因素有：
1.照射劑量與治療間隔時間
雖然放射線總劑量與急性放射損傷發生率之間有直接關係，但更重要的是同一部位每次接受的劑量以及每次放療之間的間隔時間。每次劑量越大，間隔越短，健康細胞遭受的損傷就越重，在新的損傷產生之前修複已形成的損傷的可能性也就越小。
2.照射範圍
另外，放射線引起的腸壁損傷還與被照射腸管的範圍有關，在同等劑量下，範圍愈小，發生放射性腸炎的可能性愈少。
3.照射機會與效應的增加
在臨床上，有些因素可以增加放射線損傷的危險性。這些因素或者通過增加正常組織的受照射機會，或者通過增加放射線的效應，使產生放射性損傷的可能性增加。例如，瘦弱的老年婦女，保護自身免受放射損傷的軟組織較少，因而照射部位正常組織受照射的劑量相應增加，發生放射線損傷的可能性也增大。在既往有過腹部或盆腔手術史的病人，由於腸管與盆腔的黏著，使被黏著腸管相對固定，不能夠隨體位的變化而變化，在進行盆腔放療時難以避開照射野，接受射線的量增大，發生放射性腸炎的可能性也就明顯較無腹部手術史的病人要多。另外，可以加重放射線損傷的因素還包括心血管疾病和化療藥物等。患有血管閉塞性疾病的病人在接受放射治療後，腸壁血管可以進一步發生閉塞，加重缺血，使發生腸壁損傷的機會明顯增加。行放療時伴有高血壓、糖尿病和心血管病的患者後 來發生放射性腸炎的機會也明顯增多。雖然在放療的同時應用化療藥物可以提高治療效果，但也同時可以增加化療和放療對組織的損傷機會。
放射性腸炎的發生部位主要取決於原發腫瘤部位或放療部位。由於盆腔是腹部放射治療中最多采用的部位，加之直腸的移動性差，70%～90%的放射性腸炎發生於直腸。移動性較大的結腸，如盲腸、乙狀結腸和橫結腸在放療時可墜入盆腔，進入放射野，也可伴發放射性結腸炎。而比較固定的結腸部分如升、降結腸，極少發生。另外，25%～30%的病人伴有小腸放射性腸炎，尤其是以往有腹部或盆腔手術史，小腸與盆腸有粘連的病人發生率更高。
放射線對腸壁的損傷作用有直接和間接兩種方式，在組織病理學上通常可分為3個時期，即急性期、亞急性期和慢性期。急性期發生在放療後早期，亞急性期發生在放療後2～12個月，慢性期發生在12個月以後。
(1)急性期損傷：
是放射線通過直接引起腸黏膜上皮細胞的再生障礙導致的腸壁損傷，在代謝旺盛、有絲分裂活躍的細胞表現的最為明顯，尤其是腸黏膜基底部的隱窩細胞和黏膜上皮細胞。黏膜的完整性依賴於對脫落上皮細胞的不斷的更新，在非照射區域絨毛上皮的正常更新一般需要5～6天。當由於放射損傷引起的腸黏膜上皮的脫落速度超過隱窩細胞產生的速度，黏膜上皮再生係統的平衡即被破壞，脫落的上皮細胞不能夠被有效的補充，結果就會出現腸黏膜腐脫(sloughing)，腸壁絨毛變短，上皮表層區域變小。當細胞更新係統進一步受到損傷，就會形成微小潰瘍，隨著時間的推移，微小潰瘍相互融合，可以形成肉眼可見的潰瘍。同時，黏膜下發生一係列病理生理變化，出現水腫、炎性細胞浸潤以及毛細血管擴張等，並引起腸黏膜對液體和營養物質的吸收障礙，黏液的過量分泌，甚至引起出血。急性期的變化常常引起自限性臨床症狀，例如腹痛、黏液性腹瀉、裏急後重和直腸出血等。該期常在放療開始後3～4周達到高峰，然後逐漸消退。
(2)亞急性期損傷：
此時腸黏膜可能已再生，並有不同程度的愈合。再生程度取決於起初結締組織損傷的嚴重性。黏膜下小動脈的內皮細胞可發生腫脹，並與基底膜分離和發生變性，腔內可有血栓形成。進行性血管和結締組織的病變可以造成閉塞性動、靜脈炎和微血管功能不全。位於纖維結締組織之上的黏膜可因斑片狀缺血而產生潰瘍。在血管內膜下可見到較大的泡沫細胞，有人認為這是診斷放射性腸炎的要點。黏膜下層因缺血性纖維化而增厚，並常出現大的巨怪形狀的成纖維細胞。
(3)慢性期損傷：
與急性損傷相比，放射線引起的腸道慢性損傷具有更加明顯的隱匿性和進行性，並引起比較嚴重的後果。臨床症狀可以在放療後持續數周、數月，甚至數年。慢性損傷是由於放射線的間接作用所引起，主要是由於進行性閉塞性末端小動脈炎和廣泛的膠原蛋白沉積和纖維化引起。腸壁終末血管損傷和數量的逐漸減少導致腸壁血供的逐漸減少和腸壁缺血。繼而在腸壁慢性缺血以及蜂窩織炎引起的黏膜下玻璃樣變和纖維化的基礎上，出現進行性的黏膜萎縮和黏膜毛細血管擴張。擴張的毛細血管管壁薄弱，可以成為腸道慢性出血的來源。隨著血管炎的進行性加重，可以發生腸壁的壞死、潰瘍和穿孔。其中潰瘍最為常見，可以穿透肌層，並引起腹膜炎或腹腔內膿腫。潰瘍的愈合和修複可以導致纖維化和瘢痕形成，引起腸腔狹窄和腸梗阻。部分患者可以形成內瘺或外瘺，但不是很常見。後期也可出現放射線誘發的癌腫。
