В клеточно-волокнистой остеогенной ткани нарастает отек и метахромазия основного вещества, увеличивается количество огрубевших коллагеновых и аргирофильных волокон, прогрессивно уменьшается количество клеток, особенно остеобластов. На высоте этого периода заболевания происходит глубокое торможение процессов физиологической перестройки кости и угнетение костеобразования, что проявляется в дегенеративных изменениях и гибели остеоцитов, нарушении основного вещества, образовании в нем щелей по ходу «линий склеивания», интенсивном рассасывании и беспорядочном образовании незрелых костных структур [Литвинов Н. Н., 1964], плазматическом пропитывании стенок кровеносных сосудов, деструкции и уменьшении общего количества кровеносных сосудов в костных канальцах [Соловьев Ю. Н., 1962].
В третьем периоде, который у животных наступает примерно через 6—8 нед после попадания в организм радиоактивных веществ, отмечается некоторая нормализация предсуществующнх структурных нарушений, но в сочетании с нарушениями энхондрального и периостального окостенения и физиологической регенерации костной ткани. Продолжительность этих изменений зависит от длительности нахождения в кости радиоактивного вещества. При попадании в организм короткоживущих излучателей структура кости через 6—12 мес в той или иной степени нормализуется.
При инкорпорировании долгоживущих радиоактивных веществ (90Sr, 239Pu, 144Се) наступает четвертый, терминальный, период патологического костеобразования. Отмечается постепенное замещение нормальной костной ткани незрелым, патологически измененным костным веществом вследствие преждевременного старения костной ткани, причем нарушенный таким образом остеогенез может завершаться развитием костных опухолей. Возникновение костных опухолей и лейкозы являются самыми частыми отдаленными последствиями поражения остеотропными радиоактивными веществами. Для бета-излучении оптимальная саркомогенная доза поглощенной энергии составляет 10—20 крад. Остеосаркомы, как правило, возникают в эпифизах и метафизах трубчатых костей (66—91,6%).
Чаще поражаются кости таза (48—66%) и плечевого пояса (20—27%) [Стрельцова В. Н., Москалев Ю. И., 1964].
Для а-излучателей оптимальная саркомогенная доза поглощенной энергии в 10—20 раз больше по сравнению с бета-излучателями. При поражении а-излучателями латентный период возникновения остеосарком меньше, чем при поражении бета-активными изотопами. По степени бластомогенной опасности для человека остеотропные радиоактивные вещества можно расположить в следующем порядке: 239Pu, 24,Аm, 90Sr, 144Ce, 91Y, 89Sr, 140Ва, 45Са [Литвинов Н. Н., 1964].
Лейкемогенная доза поглощенной энергии колеблется в пределах 840—4200 рад [Стрельцова В. Н., Москалев Ю. И., 1964]. Однако лейкозы могут возникать в 3—10% при попадании в организм многих радиоактивных веществ независимо от типа их распределения по организму.