對低鉀血癥腎病可能的發病機制的認識來自大鼠實驗性低鉀血癥的研究。本病腎損害的主要原因可能是低鉀血癥時氨生成異常。實驗結果表明，低鉀血癥刺激氨生成，其機制是低鉀血癥時細胞內酸中毒，其結果是引起補體旁路途經的激活，繼之發生免疫細胞向間質浸潤，導致進行性小管間質損害。在低鉀血癥大鼠，補充碳酸氫鈉以抑制氨生成，結果小管間質病變減輕。伴隨鉀丟失的小管結構和功能改變表現出可逆性。這些病變不肯定能發展為慢性小管間質腎病并導致持續性腎功能不全，但與低鉀血癥的病程長短有關。有報道低鉀性小管間質腎病的一種家族性類型，表現出進行性腎功能衰竭。大鼠實驗性低鉀血癥的研究結果，低鉀血癥持續數月后可出現不可逆的間質纖維化，但大鼠低鉀性小管間質病變比人體嚴重，同時這些病變可能是低鉀血癥大鼠對慢性腎盂腎炎的易感性造成的。