Alterações em alguns genes podem causar fibrilação atrial por si só, enquanto alterações em outros genes afetam o risco de uma pessoa desenvolver esta condição em combinação com uma variedade de fatores ambientais e de estilo de vida. A fibrilação atrial familiar frequentemente resulta de mutações raras em genes únicos. Entretanto, esses casos representam apenas uma pequena fração de todos os indivíduos com fibrilação atrial.
O primeiro gene único encontrado associado à fibrilação atrial familiar foi o KCNQ1, que fornece instruções para fazer um canal
que está embutido na membrana externa das células musculares do coração (cardíaco). Este canal transporta átomos (iões) de potássio positivamente carregados para fora das células. No músculo cardíaco, este transporte de íons tem um papel crítico na manutenção do ritmo normal do coração. Desde essa descoberta, foram encontradas raras variantes genéticas em outros genes de canais iônicos que causam fibrilação atrial familiar. Mutações nos genes dos canais de íons levam à produção de canais alterados, que podem aumentar ou diminuir o fluxo de íons através da membrana celular externa e alterar a forma como o coração bate.
Mutações em outros tipos de genes também foram encontradas para causar fibrilação atrial familiar. Alguns destes genes fornecem instruções para fazer a transcrição cardíaca, que regulam a atividade de certos genes envolvidos na formação e desenvolvimento do coração antes do nascimento. Outros genes fornecem instruções para fazer partes de elementos estruturais do músculo cardíaco, tais como os sarcômeros. Estas estruturas são necessárias para que o músculo cardíaco se contraia e produza a ação de bombeamento do coração. Mutações nestes genes de canal não-ionais têm uma variedade de efeitos na estrutura e função do músculo cardíaco, todos os quais podem levar a um batimento cardíaco anormal.
A maioria dos casos de fibrilação atrial não são causados por mutações hereditárias em genes únicos. Entretanto, variações relativamente comuns (polimorfismos) em mais de duas dúzias de genes parecem influenciar a probabilidade de desenvolvimento da condição. Cada um desses polimorfismos por si só tem um pequeno efeito no risco geral de uma pessoa, mas um indivíduo pode ter múltiplos polimorfismos que juntos têm um efeito significativo. Além destas variações genéticas comuns, os fatores de risco para fibrilação atrial incluem pressão arterial elevada (hipertensão arterial), diabetes mellitus, um derrame cerebral anterior, ou um acúmulo de depósitos de gordura e tecido cicatricial no revestimento das artérias (aterosclerose). Pesquisadores estão trabalhando para determinar como uma combinação de mudanças genéticas, influências ambientais e fatores de estilo de vida contribuem para o risco de uma pessoa desenvolver fibrilação atrial.