a) Erros na divisão celular
Trissomia 21 livre
A forma mais comum de trissomia ocorre quando há um erro na produção das células germinativas (óvulo ou espermatozoide). Um erro de divisão celular é a causa da trissomia 21 em 95% dos casos.
As próprias células germinativas desenvolvem-se a partir de células precursoras que têm um conjunto duplo normal de cromossomas. Geralmente, estes são 22 pares de autossomas, bem como dois cromossomas sexuais - XX nas mulheres ou XY nos homens. No total, cada célula tem 46 cromossomas ou 23 pares de cromossomas. Normalmente, a informação do material genético é dividida igualmente entre as células germinativas durante a formação das células germinativas, o que significa que cada célula germinativa tem um único conjunto de cromossomas (22 autossomas mais 1 cromossoma sexual = 23). O objetivo é que, em caso de fecundação posterior, a fusão da célula germinativa masculina (espermatozoide) e da célula germinativa feminina (óvulo), células sexuais simples, dê novamente origem a um organismo com um conjunto duplo de cromossomas.
No entanto, também podem ocorrer erros durante a formação das células germinativas. Se os dois cromossomas 21 duplicados acabarem numa célula germinal, esta passa a ter 24 cromossomas em vez de 23. Mais tarde, após a fusão com outra célula germinativa "normal", isto resulta numa célula trissómica, uma vez que tem o cromossoma 21 em triplicado. Todas as células derivadas desta célula têm o mesmo conjunto de cromossomas e, portanto, também têm uma trissomia.
Trissomia 21 em mosaico
Raramente, pode também acontecer que o cromossoma 21 se perca novamente em algumas células durante a divisão celular subsequente ("trissomia de salvação"), mas não noutras. Assim, algumas células da pessoa afetada contêm 46 e outras 47 cromossomas. Esta situação também pode ocorrer se ocorrerem erros durante o desenvolvimento embrionário e 3 cromossomas 21 acabarem subitamente numa célula filha durante a divisão de uma única célula (a outra célula filha contém, portanto, apenas 1 cromossoma 21). Como resultado, desenvolvem-se tanto células normais como células com trissomas.
Trissomia 21 por translocação
Nesta forma de trissomia, apenas 2 dos 3 cromossomas 21 estão livres na célula. O terceiro cromossoma está ligado a outro cromossoma (geralmente 13, 14, 15 ou 22). Este tipo de trissomia ocorre quando a mãe ou o pai é portador silencioso (ou seja, não apresenta quaisquer sintomas clínicos). Neste caso, o progenitor afetado com o cromossoma ligado (ou seja, a translocação) é designado por translocação 21 "equilibrada".
b) Idade da mãe
Está provado que o risco de síndrome de Down aumenta com a idade da mãe na altura da conceção. Na faixa etária de 35 a 40 anos, a probabilidade é de 1:260, e na faixa etária de 40 a 45 anos, o risco é de 1:50. Em geral, porém, pode dizer-se que em todas as gravidezes existe a possibilidade de uma criança nascer com um defeito genético - como a síndrome de Down.
O aumento do risco de síndrome de Down com o aumento da idade da mãe explica-se pelo facto de a divisão dos óvulos ser mais suscetível de ser perturbada numa idade mais avançada, sendo assim mais fácil que os cromossomas se distribuam incorretamente. Tanto quanto se sabe atualmente, a idade do pai não é importante.
c) Outros factores de risco
Os investigadores suspeitam que, para além das causas endógenas (internas), como certas variantes genéticas, também as causas exógenas podem desempenhar um papel no desenvolvimento da síndrome de Down. Estas incluem radiações ionizadas, consumo excessivo de cigarros, abuso de álcool, utilização de contraceptivos orais ou infecções virais no momento da fertilização. No entanto, estes factores são controversos e ainda não foram cientificamente comprovados.