a) Errori nella divisione cellulare
Trisomia 21 libera
La forma più comune di trisomia si verifica quando si verifica un errore nella produzione delle cellule germinali (ovuli o spermatozoi). Un errore nella divisione cellulare è la causa della trisomia 21 nel 95% dei casi.
Le cellule germinali stesse si sviluppano a partire da cellule precursori che presentano un normale doppio corredo di cromosomi. In genere si tratta di 22 coppie di autosomi e di due cromosomi sessuali, XX nelle femmine o XY nei maschi. In totale, ogni cellula possiede quindi 46 cromosomi o 23 coppie di cromosomi. Normalmente, durante la formazione delle cellule germinali, l'informazione del materiale genetico viene divisa equamente tra le cellule germinali, il che significa che ogni cellula germinale ha un unico set di cromosomi (22 autosomi più 1 cromosoma sessuale = 23). Lo scopo è che, in caso di successiva fecondazione, la fusione della cellula germinale maschile (spermatozoo) e di quella femminile (ovulo), semplici cellule sessuali, produrrà nuovamente un organismo con un doppio set di cromosomi.
Tuttavia, durante la formazione delle cellule germinali possono verificarsi anche degli errori. Se entrambi i cromosomi duplicati 21 finiscono in una cellula germinale, questa ha 24 cromosomi anziché 23. In seguito, dopo la fusione con un'altra cellula germinale "normale", si ottiene una cellula trisomica, che possiede il cromosoma 21 in triplice copia. Tutte le cellule derivate da questa cellula hanno lo stesso set di cromosomi e quindi presentano una trisomia.
Trisomia 21 a mosaico
Raramente, può accadere che il cromosoma 21 venga perso nuovamente in alcune cellule durante la successiva divisione cellulare ("trisomia di salvataggio"), ma non in altre. In questo modo, alcune cellule della persona colpita contengono 46 e altre 47 cromosomi. Questa condizione può verificarsi anche se si verificano errori durante lo sviluppo embrionale e 3 cromosomi 21 finiscono improvvisamente in una cellula figlia durante la divisione di una singola cellula (l'altra cellula figlia contiene quindi solo 1 cromosoma 21). Di conseguenza, si sviluppano sia cellule normali che trisomiche.
Traslocazione della trisomia 21
In questa forma di trisomia, solo 2 dei 3 cromosomi 21 sono liberi nella cellula. Il terzo cromosoma è legato a un altro cromosoma (di solito 13, 14, 15 o 22). Questo tipo di trisomia si verifica quando la madre o il padre sono portatori silenti (cioè non presentano alcun sintomo clinico). In questo caso, il genitore affetto con il cromosoma attaccato (cioè la traslocazione) è chiamato traslocazione 21 "bilanciata".
b) Età della madre
È stato dimostrato che il rischio di sindrome di Down aumenta con l'età della madre al momento del concepimento. Nella fascia d'età compresa tra i 35 e i 40 anni, la probabilità è di 1:260, mentre nelle donne tra i 40 e i 45 anni il rischio è addirittura di 1:50. In generale, tuttavia, si può affermare che in ogni gravidanza c'è la possibilità che nasca un bambino con un difetto genetico, come la sindrome di Down.
L'aumento del rischio di sindrome di Down con l'aumentare dell'età della madre si spiega con il fatto che la divisione delle cellule uovo è più soggetta a interruzioni in età avanzata ed è quindi più facile che i cromosomi si distribuiscano in modo errato. Per quanto attualmente noto, l'età del padre non è importante.
c) Altri fattori di rischio
I ricercatori sospettano che oltre alle cause endogene (interne), come alcune varianti geniche, anche le cause esogene possano avere un ruolo nello sviluppo della sindrome di Down. Tra queste vi sono le radiazioni ionizzate, il consumo eccessivo di sigarette, l'abuso di alcol, l'uso di contraccettivi orali o le infezioni virali al momento della fecondazione. Tuttavia, questi fattori sono controversi e non sono ancora stati dimostrati scientificamente.