На ранних стадиях нормально развивающегося сердца, магистральные артерии берут начало из единого корня ствола. Внутри этого корня формируется перегородка (трунко-конусная), которая к концу пятой недели беременности разделяет корень на полноценную главную легочную артерию и восходящую аорту. В течение следующих двух недель развития происходит закрытие конусной (воронкообразной) перегородки, в то время, как трунко-конусная перегородка сливается с эндокардиальными подушками и межжелудочковой перегородкой, что приводит к разделению новообразованных правого и левого желудочков.

Нарушения развития трунко-конусной перегородки (перегородки между будущими аортой и легочной артерией) приводят к различным врожденным порокам сердца, включая общий артериальный ствол (ТА). При этом не формируются отдельные стенки для аортального и легочного клапанов, и вместо них возникает один общий клапан, что и является характерным признаком ТА [3].

Нарушения в развитии трунко-конусной перегородки приводят к ряду аномалий, включая ОАС. Также недоразвитие стенки приводит к нарушению формирования аортального и легочного клапанов, в результате чего образуется единственный трункальный клапан, ассоциируемый с ОАС [3].

Кроме того, нарушения в развитии клеток нервного гребня и нервной трубки связаны с развитием ОАС и других конотрункальных пороков [4,5].

У пациентов с общим артериальным стволом (ОАС) имеется единый артериальный ствол, который расположен над межжелудочковой перегородкой. Этот единственный ствол обеспечивает кровью все системное, легочное и коронарное кровообращение. В оперированном или неоперированном состоянии трункальная артерия обычно больше в диаметре, чем нормальная аорта в данном возрасте. Другие сопутствующие находки являются общими и включают аномалии трункального клапана и дуги аорты.

• Трункальный клапан
  • При ОАС имеется один полулунный клапан. Анатомия клапана разнообразна. В обзоре 400 случаев распределение различных морфологий клапана было следующим [6]:
    • Трехстворчатый – 69%.
    • Четырехстворчатый – 22%.
    • Двустворчатый – 9%. 
  • Створки обычно утолщены, могут быть недостаточными по размеру или ограниченными в движении. Эти комбинации могут привести к недостаточности клапана с различной степенью стеноза или регургитации, хотя последнее встречается чаще.
• Аномалии дуги аорты
  • У пациентов с ОАС аномалии дуги аорты встречаются часто и включают в себя следующие (в порядке частоты) [7-11]:
    • Правосторонняя дуга аорты – от 21 до 36%.
    • Перерыв дуги аорты – от 11 до 19%.
    • Гипоплазия дуги аорты (с коарктацией аорты или без нее) – 3%.
  • Открытый артериальный проток (ОАП) особенно важен у пациентов с перерывом или гипоплазией дуги аорты, поскольку он обеспечивает приток крови к нисходящей аорте, тем самым предотвращая опасную для жизни сердечную недостаточность из-за низкого сердечного выброса.
• Дефект межжелудочковой перегородки
  • У большинства пациентов наблюдается смещенный (неправильно расположенный) большой дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП). Комбинация единственной перекрывающей (overriding) магистральной артерии, ДМЖП и частой правой дугой аорты аналогична той, которая наблюдается у пациентов с тетрадой Фалло и атрезией легочной артерии.
• Аномалии коронарных артерий
  • У пациентов с ОАС часто наблюдается аномальное отхождение коронарных артерий [12]. Варианты их расположения крайне вариабельны, и не существует специфического паттерна, характерного для ОАС. Эти вариации важны при планировании хирургической коррекции.
• Нарушения проводимости
  • Могут быть сопутствующие аномалии проводящей системы, что также влияет на хирургическое вмешательство. Расположение и строение синусового узла и атриовентрикулярного узла обычные, но ход атриовентрикулярного пучка может быть различным и в целом зависит от локализации ДМЖП [13].
• Другие аномалии
  • Другие наблюдающиеся сердечные аномалии включают вторичный дефект межпредсердной перегородки (9–20%), стеноз трехстворчатого клапана легкой степени (6%), аберрантные подключичные артерии (4–10%) и персистирующая верхняя полая вена, впадающая в коронарный синус – 4–9% [9,14]. Открытый артериальный проток (ОАП) встречается примерно у половины пациентов с ОАС.

Нормальная адаптация после рождения приводит к изменениям легочного сосудистого сопротивления (ЛСС) и кровотока, которые влияют на патофизиологию общего артериального ствола (ОАС) и его клинические проявления. У новорожденного ЛСС изначально высокое, с относительно небольшим шунтированием крови слева направо при рождении. Объем кровотока в легочных артериях относительно нормальный и почти равен системному сердечному выбросу. Однако в течение первых нескольких недель жизни ЛСС падает, а шунтирование крови слева направо увеличивается до такой степени, что возникает сердечная недостаточность. Хотя шунтирование аналогично изолированному дефекту межжелудочковой перегородки (ДМЖП), у пациентов с ОАС сердечная недостаточность обычно возникает раньше. Это связано с тем, что диастолическое давление в магистральных артериях выше, чем в желудочках, что приводит к большей степени шунтирования на протяжении всего сердечного цикла при ОАС (тогда как при ДМЖП шунтирование происходит преимущественно во время систолы).

Независимо от возраста, происходит смешивание системного и легочного кровотока на внутрисердечном и артериальном уровнях, что приводит к легкому или умеренному цианозу. 

У неоперированных пациентов с большим легочным кровотоком может развиться обструктивная болезнь легочных сосудов, причем изменения иногда отмечаются уже в возрасте шести месяцев.

У пациентов с выраженной регургитацией на клапане ОАС, повышен риск ишемии коронарных артерий и дисфункции желудочков из-за сочетания сниженного диастолического артериального давления и увеличенной потребности миокарда в кислороде вследствие объемной перегрузки. Эти факторы повышают вероятность и тяжесть сердечной недостаточности.

Новорожденные с прерванной дугой аорты или критической коарктацией подвергаются риску сердечной недостаточности, когда артериальный проток закрывается, поскольку обструкция оттока крови из желудочков приводит к перегрузке давлением. У этих пациентов проходимость артериального протока имеет решающее значение для уменьшения перегрузки давлением и обеспечения дистального кровотока.