一、发病原因
本病原发病因尚无定论。多数学者认为是常染色体隐性遗传性疾病。曾有一家9个同胞中5个患病和一家连续二代4例患病的报告。本综合征常见于儿童期，散发或家族性多为常染色体隐性遗传疾病，其病因是Henle袢的上升支粗段及远端肾小管NaCl的转运紊乱，钾，钠，氯的消耗刺激肾素释放并伴球旁细胞的增生，醛固酮水平增高，纠正醛固酮过多症并不能改善钾的丢失，钠的损耗引起长期血浆容量低，表现为虽有肾素和血管紧张素的增多，但血压正常，对注入血管紧张素的加压反应受损，常发生代谢性碱中毒，血小板聚集受到抑制，可有高尿酸血症及低镁血症，激肽-前列腺素轴受到刺激，尿中前列腺素及血管舒缓素排出增多。
可能的原因分析归纳有：
1.血管壁对血管紧张素Ⅱ反应低下。
2.失钾性肾小管缺陷。
3.肾前列腺素产生过多。
4.原发性利钠心房肽增高。
5.原发性肾小球旁器增生。
6.氯化钠丢失性肾小管缺陷 近端肾小管缺陷、远端肾小管缺陷、远端和近端肾小管缺陷、髓襻升支粗段缺陷、为膜缺陷的一部分等。
二、发病机制
有多种假说，目前还没有一种理论能圆满解释本病的发病机制。
1.血管对血管紧张素反应低下
假说：Bartter最初认为，血管壁对血管紧张素Ⅱ反应低下为本病原因。由此产生血管张力减低，肾脏灌注减少，刺激肾小球旁器代偿性增生肥大，使肾素、血管紧张素和醛固酮分泌增多，排K 增多，产生低血钾。
疑点：由于血管对血管紧张素Ⅱ反应低下，故血压正常，但不能解释患者为何无钠潴留和血容量增多。
2.肾脏前列腺素产生过多
假说：1981年Dunn提出肾脏生成前列腺素过多可能是本病的原因，前列腺素通过直接作用或通过促进尿钠排出，使肾素分泌增加，因而促进血管紧张素Ⅱ生成，醛固酮释放和排K ，前列腺素对醛固酮合成直接有作用，还可使血管张力减低，改变血管对血管活性物质包括血管紧张素Ⅱ的反应。虽然前列腺素使尿Na 排出增多可能是由于非特异性血流动力学作用(类似于其他血管扩张药)，但前列腺素E2可使免集合管Na 重吸收以及肾髓升支粗段对C1-重吸收减少，因此引起排K 增多和低钾血症。
疑点：但一些学者认为这并不是本病原发性发病机理，因为在部分本病患者中未见前列腺素产生和排出增多，而且大多数患者应用前列腺素合成抑制剂时仅能部分改善症状，应用非甾体类抗炎药时即使尿前列腺素E2排出完全正常，失Cl和尿浓缩功能障碍也无逆转，因而前列腺素增多更可能是继发的，血管紧张素Ⅱ、肾素和加压药都可能刺激磷脂酶A使肾脏生成前列腺素增加，低血钾也可使肾脏合成的前列腺素E2增加，当限水后可转为正常，这提示本病时前列腺素排出增多是由于多尿所致。由于应用吲哚美辛有时能使本症异常表现全部恢复正常，因此，部分病人可能确定存在原发性前列腺素生成过多，在本病的发生发展发病机制中起重要作用。
3.肾小管氯离子与钠钾离子的转运障碍大多数学者认为本病系由肾小管重吸收Cl-和Na 离子障碍所致。出现重吸收功能缺陷的部位有：
(1)髓襻升支粗段Na -2Cl-、K 共同转运功能缺陷：Cl-在此段是主动重吸收，Na 随之被动重吸收。Cl-的主动重吸收对尿浓缩机制起重要作用。而此段Cl-、Na 重吸收减少，使K 重吸收也减少(正常时滤液中K 30%～40%在此段重吸收)，致低血钾。低钾血症刺激了前列腺素E2的生成，并使血肾素和血管紧张素Ⅱ升高，因前列腺素E2升高后，血管对血管紧张素Ⅱ不敏感，因而血压正常。有报道本症患者存在肾脏稀释功能受损，支持这一假说。
现代分子生物学技术也揭示Bartter综合征是一常染色体隐性遗传病，由肾小管上皮细胞上的离子转运蛋白基因突变所引起。
目前已发现婴儿型Batter综合征存在NKCI2基因突变，该基因位于15q12～21，有16个外显子，编码1099个氨基酸，为Na -K -2C1-通道，已发现20多种突变。经典型Bartter综合征系由CICNKB基因突变所致，该基因位于1q38，编码含687个氨基酸的细胞基底侧的Cl-通道，现已发现约20种突变类型。
(2)近端肾小管：近端小管可分为直部和曲部。其曲部又称近曲小管，位于皮质迷路内，于肾小体附近高度蟠曲。电镜下，其腔面有大量密集规则排列的微绒毛，即光镜下的刷状缘，细胞侧面除有连接复合体外，还有许多侧突，相邻细胞从侧突相互交错，故使细胞界限不清。细胞基底部有发达的质膜内褶，内褶之间的胞质内有大量纵行排列的基底纵纹，近曲小管的微绒毛。侧突和质膜内褶等结构与其功能密切相关。近端小管的功能主要是重吸收。多无NH4 和HCO3 重吸收障碍。
(3)远端和近端肾小管均出现功能障碍：Na 、Cl-丢失增多，Na 呈负平衡，造成血容量减少，使肾素、血管紧张素和醛固酮分泌增加，同时远端小管K -Na 交换增加，排K 增加而导致低钾血症。
