（1）急性放射性肾炎肾小球和小管变性、间质水肿和出血。如急性肾炎型，肾脏大小正常，肾小球基底膜增厚、断裂、玻璃样变，血管内皮细胞变性、内膜肿胀，大剂量照射后肾动脉及小动脉壁纤维素样坏死，血栓形成；甚至有些病例可见新月体形成。免疫荧光检查无免疫球蛋白、补体或纤维蛋白原沉积，受累组织与正常组织易于区分。
（2）慢性放射性肾炎在慢性放射性肾炎，肾脏可见严重血管硬化，肾小球缩小并有系膜硬化，小管萎缩，间质纤维化伴有轻度炎症反应，包囊明显纤维化，有时可见恶性高血压的坏死性血管病变。由于动脉壁的广泛坏死及血栓形成，引发肾小球硬化和肾小管变性坏死，最终导致肾萎缩。如仅单侧肾接受放射线照射，则可出现单侧肾脏同样的病损。
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