L'exposition aux rayonnements ionisants à des doses moyennes ou fortes entraîne une pathologie mixte. Dans plusieurs accidents d'irradiation, il a été constaté que les dysfonctionnements intestinaux étaient fortement impliqués dans le décès des patients. Cependant, l'apparition du syndrome gastro-intestinal, classiquement défini comme étant la perte de la muqueuse intestinale, n'est jamais très évidente. Néanmoins, il est admis que l'atteinte du système gastro-intestinal, plus particulièrement sa fonction de barrière, joue un rôle important dans l'évolution du syndrome de défaillance multiviscérale (Multiple Organ Failure) observée dans les derniers accidents (TokaïMura). Une exposition aux rayonnements ionisants provoque des modifications de la motricité intestinale qui peuvent conduire à la diarrhée. La diarrhée peut provenir également des altérations des processus d'absorption et/ou de sécrétion. En effet, une perte des cellules de la barrière intestinale et des modifications concomitantes de la fonction des systèmes de transport des nutriments et/ou des électrolytes sont observés. Ces fonctions intestinales sont sous le contrôle des multiples agents (tels que des contenus intestinaux, des neurotransmetteurs, des agents paracrines et des hormones) qui sont aussi modifiés. À l'heure actuelle, les traitements contre les atteintes digestives restent symptomatiques mais l'utilisation des facteurs de croissance et/ou l'apport de nouvelles cellules semblent prometteur pour l'avenir.