Przyczyny wspólnego pnia tętniczego – czynniki genetyczne i środowiskowe

Wspólny pień tętniczy to złożona wada wrodzona serca, która powstaje we wczesnym okresie rozwoju płodowego¹. Aby zrozumieć przyczyny tej wady, konieczne jest poznanie mechanizmów rozwoju serca u płodu oraz czynników, które mogą zakłócić ten proces.

Mechanizm rozwojowy wspólnego pnia tętniczego

Podczas prawidłowego rozwoju płodu, serce zaczyna się jako pusta rurka, a komory, zastawki i główne tętnice rozwijają się we wczesnym okresie ciąży¹. Aorta i tętnica płucna początkowo tworzą pojedyncze naczynie krwionośne, które następnie dzieli się i staje się dwoma oddzielnymi tętnicami¹. Wspólny pień tętniczy występuje, gdy pojedyncze wielkie naczynie nie dzieli się całkowicie, pozostawiając połączenie między aortą a tętnicą płucną¹.

Ten proces zachodzi w wyniku niepowodzenia procesów embriologicznych w tworzeniu przegrody stożkowo-pniowej, przez co pojedynczy pień nie dzieli się na aortalny i płucny trakt odpływowy². Mechanizm ten również hamuje tworzenie oddzielnych zastawek aortalnej i płucnej, co skutkuje powstaniem pojedynczej zastawki pniowej².

Czynniki genetyczne w etiologii wspólnego pnia tętniczego

Najważniejszym znanym czynnikiem genetycznym związanym ze wspólnym pniem tętniczym jest zespół DiGeorge’a, znany również jako zespół delecji chromosomu 22q11.2³. Ten zespół występuje u około 12-35% pacjentów ze wspólnym pniem tętniczym²⁴. Delecje w obrębie pasma chromosomu 22q11.2 zawierają szereg scharakteryzowanych genów, a ten typ delecji chromosomowej wpływa na migrację lub rozwój komórek grzebienia nerwowego serca⁵.

Szczególnie istotny jest gen TBX1, który znajduje się w paśmie 22q11.2 i bierze udział w rozwoju łuków skrzelowych oraz struktury stożkowo-pniowej⁶. Badania wykazały również inne sporadyczne nieprawidłości chromosomowe i genetyczne u ludzi ze wspólnym pniem tętniczym, w tym duplikację ramienia chromosomu 8q oraz mutacje genów NKX2.6 i GATA6⁶.

W populacji japońskiej zidentyfikowano szczególnie istotny gen TMEM260, którego dwualleliczne warianty patogenne wiążą się z zespołem defektów strukturalnych serca i anomalii nerek⁴. Wariant c.1617del w genie TMEM260 występuje u około 26% japońskich pacjentów ze wspólnym pniem tętniczym⁷ Zobacz więcej: Zespół DiGeorge'a i delecja 22q11.2 we wspólnym pniu tętniczym.

Czynniki środowiskowe i macierzyńskie

Chociaż dokładne przyczyny wspólnego pnia tętniczego pozostają nieznane w większości przypadków, zidentyfikowano szereg czynników środowiskowych, które mogą zwiększać ryzyko wystąpienia tej wady⁸. Czynniki te obejmują elementy środowiska matki, jej dietę, spożywane napoje oraz stosowane leki⁸.

Infekcje wirusowe podczas ciąży stanowią istotny czynnik ryzyka. Szczególnie różyczka (odra niemiecka) może powodować zmiany w rozwoju serca dziecka³⁹. Inne infekcje wirusowe we wczesnym okresie ciąży również zwiększają ryzyko rozwoju wrodzonych wad serca¹⁰.

Cukrzyca matki, szczególnie źle kontrolowana podczas ciąży, jest kolejnym znaczącym czynnikiem ryzyka⁹¹⁰. Kilka badań wykazało, że dzieci matek z istotną cukrzycą podczas ciąży miały zwiększoną częstość występowania wspólnego pnia tętniczego oraz innych wad stożkowo-pniowych⁶.

Rola komórek grzebienia nerwowego

W modelach zwierzęcych eksperymentalnych wspólny pień tętniczy został powiązany z nieprawidłowym rozwojem komórek grzebienia nerwowego, które normalnie zasiedlają region odpływowy rozwijającego się serca⁵. Uważa się, że jest to ważny czynnik etiologiczny przynajmniej w niektórych przypadkach ludzkiego wspólnego pnia tętniczego⁵¹¹.

Mikroablacja sercowego grzebienia nerwowego u rozwijających się embrionów kurcząt oraz anomalie genetyczne wpływające na tę populację komórek u gryzoni skutkują trwałym wspólnym pniem tętniczym¹². Liczne zaburzenia wpływające na sercowy grzbiet nerwowy zostały powiązane z trwałym wspólnym pniem tętniczym, w tym czynniki wzrostu, czynniki transkrypcyjne i białka połączeń szczelinowych¹² Zobacz więcej: Czynniki środowiskowe i teratogenne we wspólnym pniu tętniczym.

Częstość występowania i znaczenie kliniczne

Wspólny pień tętniczy jest rzadką wadą, występującą u mniej niż jednego na 10 000 żywych urodzeń¹³. Stanowi około 1% wszystkich przypadków wrodzonych wad serca¹³ i około 4% krytycznych wrodzonych wad serca⁴.

Większość przypadków występuje sporadycznie, bez wyraźnej przyczyny rozwoju¹³. Jednakże niektóre wrodzone wady serca mogą mieć powiązania genetyczne, powodując, że problemy z sercem występują częściej w niektórych rodzinach¹³¹⁴.

Współwystępujące anomalie

Najczęstsze anomalie pozasercowe u pacjentów ze wspólnym pniem tętniczym to te typowo występujące w zespole CATCH-22 (obejmującym zespół DiGeorge’a i zespół velocardiofacial), takie jak niedomykalność podniebienno-gardłowa, rozszczep podniebienia oraz dysfunkcja grasicy i przytarczyc¹⁵. Inne anomalie pozasercowe występujące sporadycznie u pacjentów obejmują nieprawidłości nerek, anomalie kręgów i żeber oraz anomalie przewodu pokarmowego¹⁵.