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DISEÑO DE UNA EXPERIENCIA DE
ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE BASADA EN EL
CONCEPTO FUNDAMENTAL DE LA
FISIOLOGÍA “COMUNICACIÓN CELULAR”:
UNA APLICACIÓN A LA FARMACOLOGÍA
DESIGN OF A TEACHING AND LEARNING EXPERIENCE
BASED ON THE FUNDAMENTAL CONCEPT OF
PHYSIOLOGY “CELLULAR COMMUNICATION”: AN
APPLICATION TO PHARMACOLOGY
Dra. Elda Araceli García Mayorga
Académica de Medicina Humana y Ciencias de la Salud, México
Dra. Maureen Patricia Castro Lugo
Académica de Medicina Humana y Ciencias de la Salud, México
Dr. Raúl Sampieri Cabrera
Universidad Nacional Autónoma de México, México
Dra. Nora de la Fuente de la Torre
Académica de Medicina Humana y Ciencias de la Salud, México
Dra. en A. Lourdes Lizbeth Rocha Aguirre
Académica de Medicina Humana y Ciencias de la Salud, México
pág. 2075
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i5.13676
Diseño de una Experiencia de Enseñanza y Aprendizaje Basada en el
Concepto Fundamental de la Fisiología “Comunicación Celular”: una
Aplicación a la Farmacología
Dra. Elda Araceli García Mayorga1
emayorga3@uaz.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-0291-4485
Académica de Medicina Humana y Ciencias de
la Salud
Zacatecas-México
Dra. Nora de la Fuente de la Torre
noradelaf@uaz.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-0023-4830
Académica de Medicina Humana y Ciencias de
la Salud
Zacatecas-México.
Dra. Maureen Patricia Castro Lugo
maureenpatricia@uaz.edu.mx
https://orcid.org/0000-0002-9420-6610
Académica de Medicina Humana y Ciencias de
la Salud
Zacatecas-México
Dra. Lourdes Lizbeth Rocha Aguirre
lourdes.rocha@uaz.edu.mx
https://orcid.org/0000-0001-9254-0984
Académica de Medicina Humana y Ciencias de
la Salud
Zacatecas-México
Dr. Raúl Sampieri Cabrera
sampieri@comunidad.unam.mx
https://orcid.org/0000-0001-7733-1105
Universidad Nacional Autónoma de México
Ciudad de México, México
RESUMEN
El proceso de enseñanza aprendizaje basado en los conceptos fundamentales es un método nuevo para
la enseñanza de la fisiología y de diferentes ciencias biomédicas como la farmacología, En este trabajo
expondremos el concepto de comunicación célula- célula a través de una viñeta clínica. El estudio de
la comunicación celular se centra en cómo una célula emite y recibe mensajes con su entorno y consigo
misma. Debemos pensar que las células no viven aisladas, sino que se encuentran recibiendo y
procesando información del medio externo, esta información se puede relacionar en diferentes
circunstancias del medio que los rodea, la capacidad de las células de recibir, procesar y enviar
información entre ellas, les permite a los organismos multicelulares responder eficientemente a cambios
en el medio externo o en el medio interno, de manera tal de mantener la homeostasis. En un organismo
multicelular las células pueden comunicarse entre sí de diversas maneras o categorías.
Palabras clave: proceso enseñanza aprendizaje, comunicación célula célula
1
Autor principal.
Correspondencia: emayorga3@uaz.edu.mx
pág. 2076
Design of a Teaching and Learning Experience Based on the Fundamental
Concept of Physiology “Cellular Communication”: an Application to
Pharmacology
ABSTRACT
The teaching-learning process based on concepts is a new method for teaching physiology and
pharmacology, for this reason we allow ourselves to plan this new way of approaching the teaching-
learning process, approaching it through concepts, in this case the concept of cell-cell communication
and using a clinical vignette example to carry out the explanation of this concept and lead to significant
learning in both subjects. Thus, understanding cell communication as a fundamental basis for teaching-
learning processes in physiology and pharmacology. The study of cell communication focuses on how
a cell sends and receives messages with its environment and with itself. We must think that cells do not
live isolated, but that they are receiving and processing information from the external environment, this
information can be related in different circumstances of the environment that surrounds them, the ability
of cells to receive, process and send information between them, allows multicellular organisms to
respond efficiently to changes in the external environment or in the internal environment, in such a way
as to maintain homeostasis. In a multicellular organism, cells can communicate with each other in
various ways or categories.
Keywords: teaching learning process, cell cell communication
Artículo recibido 13 agosto 2024
Aceptado para publicación: 19 septiembre 2024
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INTRODUCCIÓN
Los conceptos fundamentales de fisiología fueron identificados por un grupo de 73 profesores de una
amplia gama de colegios y universidades en los Estados Unidos y otros siete países. Los conceptos
descritos por docentes de fisiología están destinados a ser utilizados como herramientas para apoyar a
los docentes, y para ayudar a los estudiantes a dominar la fisiología. El objetivo era centrar la enseñanza
y evaluación de la fisiología en la comprensión conceptual, que favorezca la metacognición sobre la
memorización. ¿Qué entendemos por concepto fundamental o central? Es una gran idea que es esencial
para la comprensión y la práctica de una disciplina, cuyo dominio da como resultado una comprensión
duradera y la capacidad de abordar problemas novedosos en esa disciplina. Los conceptos centrales de
la fisiología han incluido “desempaquetar” cuatro de los conceptos centrales originales, creando así
marcos conceptuales que organizan sistemáticamente una jerarquía de ideas “más pequeñas” que
componen el concepto. Docenas de docentes de fisiología han contribuido al desarrollo de marcos
conceptuales para gradientes de flujo, homeostasis, comunicación célula-célula, y membrana celular.
Esta comunidad continúa contribuyendo al trabajo actual para desempacar dos conceptos centrales
adicionales, balance de masa y relación estructura/función 1. El presente trabajo se basa en aplicar el
concepto descrito por Michael J. en su artículo denominado validación de un marco conceptual para el
concepto central de "comunicación célula-célula" 2.
Para aplicar el concepto “comunicación célula- célula” en el proceso de aprendizaje iniciamos con la
identificación de perfil de la Unidad Académica en la Programa educativo de Medico General de la
Universidad Autónoma de Zacatecas que dice: “Al egreso, como profesional de la salud, el Médico
General de la Unidad Académica de Medicina Humana y Ciencias de la Salud deberá contar con una
formación integral con conocimientos generales, científicos, técnicos y humanísticos, por lo que será
capaz de desempeñarse en los ámbitos nacionales e internacionales, así como combinar adecuadamente
la teoría y la práctica en su campo profesional, con una formación sustentada en valores éticos, de
responsabilidad que lo hará consciente y abierto al cambio, que responda a las necesidades de la
sociedad y el desarrollo sustentable de la nación”. Y para cumplir con el objetivo de aprendizaje nos
basamos en el análisis de necesidad de los alumnos que se describe como: al alumno aprenderá el
concepto de niveles de organización de la membrana celular, con el objetivo de identificar las formas
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de comunicación celular y su interacción con las moléculas señal. Para lograr el objetivo diseñamos los
siguientes resultados de aprendizaje:
El estudiante:
Explica la interacción ligando-receptor en el proceso de comunicación.
Discute la relación entre los conceptos de ligando, segundos mensajeros y formas de
comunicación celular aplicados en la farmacodinamia.
Integra de la comunicación celular en un mecanismo de acción farmacológico.
Analiza los niveles de organización celular: comunicación celular como concepto fundamental
Metodología didáctica para desarrollar el tema de comunicación celular
La estrategia didáctica que proponemos para grupos medianos y grandes (de 15 a 38 alumnos) tales
como clase expositiva (tipo conferencia), clase expositiva con participación de los estudiantes, panel de
expertos (diálogo), mesa redonda y debate, foro, demostraciones, team learning además de las de grupos
medianos como: discusión de caso, trabajo práctico/taller y seminario.
Estrategias didácticas para la enseñanza de los niveles de organización de la membrana celular y
sus receptores en farmacología
Para el desarrollo del tema llevaremos a cabo una clase expositiva con la participación activa de los
estudiantes, dos viñetas clínicas y un foro.
Clase expositiva (tipo conferencia): está justificada esta estrategia didáctica debido a que los grupos son
de entre 23 y 36 alumnos en la Unidad Académica en el Programa Educativo de Medico General, la
audiencia de esta estrategia aplica para grupos grandes y medianos, se busca introducir el tema de
Niveles de organización en la comunicación celular y receptores, y su estructura y función, aclarando
conceptos que son importantes
La clase expositiva es una herramienta metodológica que consiste, principalmente, en la presentación
oral de un tema. Su propósito es transmitir información, propiciando la comprensión de un tópico. Para
ello el docente puede apoyarse en esquemas, ejemplos, analogías o algún tipo de apoyo visual. Lo que
define una clase expositiva es que la comunicación es unidireccional y el contenido entregado está
altamente organizado, jerarquizado, destacando los aspectos centrales. Generalmente, incluye un
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temario al comienzo y una síntesis al final. El apoyo de esquemas y audiovisuales es central y está
siempre al servicio de la comprensión del tema que se presenta, por lo tanto, es una clase “muy pensada”
y debe contener lo esencial.
Secuencia didáctica para la clase expositiva
Definir contenidos que se quiere transmitir
Investigar qué es lo que saben los estudiantes de los contenidos definidos
Ajustar los contenidos a lo que saben los estudiantes
Determinar los objetivos de la actividad
Organizar los contenidos en función de los objetivos
Discriminar entre las ideas principales y secundarias del tema
Preparar esquemas que ayuden a la organización de los contenidos
Preparar gráficas que permitan clarificar las ideas centrales
Ajustar la exposición a no más de 50 min
Utilizar no más de 15 diapositivas, con pocas palabras y de preferencia incluir esquemas o figuras más
que textos
Las otras estrategias para utilizar son viñetas clínicas
PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE UN CASO CLÍNICO
Esta estrategia se aplica para la discusión de un caso, uno de los principales objetivos es ejercitar el
razonamiento clínico y el pensamiento crítico a partir de casos clínicos, para la integración del
conocimiento explorando en la clase expositiva, para construir un diagnóstico que permite desarrollar
y/o proponer un plan terapéutico, establecer un pronóstico y explicar eventuales auxiliares diagnósticos
para complementar o reformular el diagnostico, se busca hacer relevante el contenido del tema revisado
y se introduce a través de un caso, el que puede ser resuelto en parte en forma autónoma por los alumnos.
Para poder resolver el caso completo necesitan tener un nivel de comprensión profundo del fenómeno,
por lo que, el resultado de aprendizaje debe estar bien identificado en la planeación didáctica del
profesor.
El objetivo de la discusión de caso es de nivel: cognitivo-prácticos
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Las ventajas de esta estrategia didáctica es que los alumnos suelen mostrar interés en el aprendizaje de
sus compañeros lo que incentiva la colaboración, permite detectar errores en forma inmediata y
solucionarlos en forma colectiva, permite integrar la teoría con la práctica y facilita la asimilación de
las situaciones inesperadas y el tratamiento de ellas, también existen desventajas y es debido a que, es
necesario dedicar tiempo extra en entrenar a los alumnos en la presentación y preparación de los casos.
La presentación debe ser fluida y se requieren habilidades básicas de comunicación (mantener la
atención de la audiencia, tener un tono de voz adecuado, etc) entre otros, y si la persona que presenta
no ha pensado en aquello que es relevante decir y si no se ha planteado algunas hipótesis o no ha
encontrado ninguna contradicción o ninguna pregunta interesante que “active” el pensamiento de
quienes escuchan el caso, este escenario pierde toda su potencia como escenario de aprendizaje. 3
Descripción de la estrategia didáctica: las discusiones de caso se realizan habitualmente en los
hospitales, clínicas, policlínicos consultorios o en aulas que posean la infraestructura adecuada para
realizar discusiones diagnósticas. En una primera aproximación, los estudios de casos pueden ser
imaginarios y abstractos, para luego pasar a discutir problemas reales de pacientes hospitalizados, en
donde se desempeña de forma práctica. En ellas participan los estudiantes bajo la guía del profesor y el
especialista de mayor nivel y experiencia. Un estudiante debe presentar y discutir el caso que se le ha
asignado para la solución individual del problema de salud de un paciente. Los otros estudiantes también
preparan el ejercicio. El profesor finalmente evaluará la participación de los estudiantes y otros a su
cargo, corregirá errores, introducirá nuevos conceptos y realizará el juicio final sobre el caso. Para lograr
los ejercicios es fundamental la realización de una buena Historia Clínica, donde sea practicada una
buena anamnesis o interrogatorio y un buen examen físico.
Recomendaciones
Es importante que el instructor no exprese sus opiniones de manera adelantada del caso.
Considerar que en algunos casos no existe una solución única.
Señalar puntos débiles del análisis de los grupos.
Propiciar un ambiente adecuado para la discusión.
Registrar comentarios y discusiones.
pág. 2081
Guiar el proceso de enseñanza con discusiones y preguntas hacia el objetivo.
Evitar casos ficticios, muy simplificados o en su defecto, muy extensos
Clase expositiva
Viñeta clínica
Paciente mujer de 66 años, presenta diabetes tipo 2 e hipertensa (ambas enfermedades en control
habitual) que ingresa por un cuadro de 3 semanas de evolución alteración conductual, irritabilidad,
insomnio, alucinaciones visuales y confusión temporo-espacial. A esto se asoció un síndrome
convulsivo de inicio focal secundariamente generalizado llegando a un estatus epiléptico. La paciente
requirió ingreso a la Unidad de Tratamiento Intensivo (UTI) y se le administró uso de levetiracetam 3
g por vía intravenosa (i.v.), sedación con midazolan i.v. y ventilación mecánica para control de crisis
que fue sólo parcial 4.
Concepto de comunicación celular y su importancia en las ciencias salud
La capacidad de las células de recibir, procesar y enviar información entre ellas, les permite a los
organismos multicelulares responder eficientemente a cambios en el medio externo o en el medio
interno, gracias a esto se mantiene la homeostasis. En un organismo multicelular las células pueden
comunicarse entre sí de diversas maneras, agrupadas en dos formas como señales químicas y señales
eléctricas 5. Sampieri et. al. Menciona que la comunicación celular es fundamental de procesos
fisiológicos, la definen como la forma de transducción de señales de naturaleza altamente integrada y
extremadamente dinámica, se centra en cómo una célula emite y recibe mensajes con su entorno y
consigo misma 6.
La comunicación celular resulta de gran importancia en la ciencias de la salud debido a que, si
conocemos como se comunican las células entre sí sabremos, cómo es que, las diferentes células que
constituyen el cuerpo humano puedan comunicarse entre sí y mantener la hemostasis en el cuerpo, de
manera tal que, son la base para muchos procesos, fisiológico, rutas químicas, rutas bioquímicas, rutas
moleculares, cascadas de señales, procesos fisiopatológicos, farmacológicos, patológicos que se estudia
en varias unidades didácticas en medicina, en enfermería, en nutrición, en la química, en general en
todas las áreas de las ciencia de la salud.
pág. 2082
Contenido temático
La comunicación celular y los receptores celulares como base fundamental de procesos
Tipos de comunicación celular
Paracrina
Autocrina
autocrina
Fig. 1. Distintos tipos de señalización química entre células, Fuente: 5, Leon, I. E. et. al. (2020). Comunicación entre células
La comunicación celular como base fundamental de procesos fisiológico
El estudio de la comunicación celular se centra en cómo una célula emite y recibe mensajes con su
entorno y consigo misma. Debemos pensar que las células no viven aisladas, sino que se encuentran
recibiendo y procesando información del medio externo, esta información se puede relacionar con los
nutrientes, cambios de temperatura, variaciones de luz, pH del medio, entre otros.
En este caso clínico se encuentra implicado el receptor GABAA forma parte de un complejo de canal
iónico regulado por ligando que modula la mayoría de las inhibiciones rápidas de la transmisión
sináptica en el cerebro, recientemente reconocida con target de autoinmunidad, El receptor GABAA
(GABAA) es un receptor ionotrópico y un canal iónico controlado por ligando que tiene propiedades
ansiolíticas, anticonvulsivas, amnésicas, sedantes, hipnóticas, euforizantes y relajantes musculares.
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Fig. 2 receptor a GABA, fuente: 7. Katzung, B. G., Masters, S. B., & Trevor, A. J. (2012). Farmacología básica y clínica.
McGraw Hill Educación
Los receptores GABAA (GABAAR) son receptores transmembrana que constan de cinco subunidades
(pentaméricas), dispuestas alrededor de un poro central. Cada subunidad comprende cuatro dominios
transmembrana con las terminales amino (N) y carboxilo (C) ubicados extracelularmente. El receptor
se encuentra en la membrana de su neurona, generalmente localizado en una sinapsis, post-
sinápticamente 8.
Los receptores GABAA son una familia de complejos proteicos que abarcan el ancho de la membrana
celular de las neuronas. Se componen de cinco subunidades (la mayoría de las veces dos α, dos β y una
γ, dispuestas de forma casi simétrica alrededor de un canal central 9.
En humanos, las unidades son:3 seis tipos de subunidades α (GABRA1, GABRA2, GABRA3,
GABRA4, GABRA5, GABRA6) tres subunidades β (GABRB1, GABRB2, GABRB3) tres subunidades
γ (GABRG1, GABRG2, GABRG3), sí como δ (GABRD), una ε (GABRE), una π (GABRP), y una θ
(GABRQ)
Una isoforma de GABAA contiene las siguientes subunidades: dos α1, dos β3 y una γ2 dispuestas en
el orden α1-β3-γ2-α1-β3 dispuestas de forma casi simétrica alrededor de un canal central; esta es una
de las isoformas más abundantes del receptor GABAA en el cerebro humano 10.
pág. 2084
El ligando endógeno del GABAAR es el ácido γ-aminobutírico (GABA), el principal neurotransmisor
inhibidor del sistema nervioso central cuando GABA se une a GABAAR, éste se abre y como es
selectivamente permeable a los iones cloruro (Cl−) y, en menor grado, a los iones bicarbonato (HCO−).
Dependiendo del potencial de membrana y la diferencia de concentración iónica, esto puede resultar en
flujos iónicos a través del poro.
Distribución
Los receptores GABAA son responsables de la mayoría de las actividades fisiológicas de GABA en el
sistema nervioso central también se pueden encontrar en otros tejidos, incluidas las células de Leydig,
la placenta, las células inmunitarias, el hígado, las placas de crecimiento óseo y varios otros tejidos
endocrinos 11.
Efectos
Receptor GABAA, donde se unen varios ligandos actuando sobre las diferentes unidades.
El ácido γ-aminobutírico (GABA) es el neurotransmisor inhibitorio más abundante en el sistema
nervioso central, y la mayor parte de sus acciones fisiológicas son mediadas por los receptores GABAA
12.
El 30-40% de las neuronas del cerebro utilizan GABA como neurotransmisor. Su existencia en el tejido
nervioso garantiza el equilibrio entre excitación e inhibición neuronal 13.
Se ha encontrado que varios ligandos se unen a varios sitios del complejo del receptor GABAA y lo
modulan además del propio GABA. Agonistas y antagonistas se unen al sitio principal del receptor (el
sitio donde normalmente se une el GABA, también denominado sitio activo u "ortostérico"). Los
agonistas activan el receptor, lo que resulta en un aumento de Cl- conductancia. Los antagonistas,
aunque no tienen ningún efecto por sí mismos, compiten con el GABA por la unión y por lo tanto
inhiben su acción, lo que resulta en una disminución de la conductancia de Cl-.
La unión de ligandos a sitios diferentes de los que se une GABA, afecta la conformación del receptor
de manera que se puede estimular o inhibir su función (este efecto se llama modulación alostérica)14.
Los ligandos que contribuyen a la activación del receptor tienen típicamente propiedades ansiolíticas,
anticonvulsivas, amnésicas, sedantes, hipnóticas, euforizantes y relajantes musculares.
pág. 2085
Preguntas de integración
Basándote en los síntomas de la paciente explica
1. ¿Cuál es el mecanismo de transducción de señales que produce la crisis convulsiva, secundaria a
encefalitis autoinmune?
Respuesta: La crisis convulsiva secundaria a encefalitis autoinmune resulta de un proceso en el que los
anticuerpos dirigidos contra componentes neuronales causan disfunción sináptica y un desbalance entre
la excitación e inhibición neuronal, llevando a una hiperexcitabilidad y descargas neuronales anómalas.
La inflamación y el daño neuronal adicional agravan esta situación, culminando en la manifestación de
convulsiones, los receptores de GABA recientemente reconocidos como blanco para enfermedades
autoinmunes
2. ¿Qué tipo de receptor modula la respuesta ansiolítica, anticonvulsivas, amnésicas, sedantes,
hipnóticas, euforizantes y relajantes musculares?
Respuesta: El receptor que modula una amplia gama de respuestas, incluyendo las ansiolíticas,
anticonvulsivas, amnésicas, sedantes, hipnóticas, euforizantes y relajantes musculares, es el receptor
GABA_A (GABA_AR). El receptor GABA_A es clave para la modulación de múltiples efectos
farmacológicos que incluyen la ansiedad, convulsiones, memoria, sedación, euforia y relajación
muscular.
3. ¿Qué mecanismo de regulación juega el receptor GABAAR en el control de la función inhibitoria
neuronal, implicada en la respuesta anticonvulsivante?
Respuesta: El receptor GABA_A es el principal receptor inhibitorio en el sistema nervioso central.
Funciona como un canal iónico activado por el neurotransmisor GABA, el canal se abre y permite la
entrada de iones cloruro, lo que conduce a la hiperpolarización de la membrana celular y reduce la
probabilidad de que la neurona genere un potencial de acción en la neurona psotsinaptica. Este
mecanismo de hiperpolarización es crucial para la regulación de la excitabilidad neuronal y, por lo
tanto, para la función inhibitoria en el cerebro. En condiciones de actividad excesiva o descontrolada,
como en las convulsiones, la función de GABA_AR es fundamental para restaurar el equilibrio
inhibitorio-excitatorio.
4. ¿Cuál es la implicación funcional de inhibir al GABAAR en el sistema nervioso central?
pág. 2086
Respuesta: la inhibición de GABA_AR en el sistema nervioso central puede tener consecuencias graves,
incluyendo aumento de la excitabilidad neuronal, riesgo de convulsiones, ansiedad, alteraciones del
sueño, espasticidad muscular, problemas cognitivos y efectos psiquiátricos. Esto subraya la importancia
de estos receptores en la regulación de múltiples funciones neurales críticas.
5. ¿Cuál es la implicación funcional de activar al GABAAR en el sistema nervioso central?
Respuesta: la activación del GABA_AR en el sistema nervioso central tiene efectos beneficiosos
significativos en la reducción de la excitabilidad neuronal, la ansiedad, las convulsiones, y la inducción
de sedación y relajación muscular. Sin embargo, también puede llevar a efectos amnésicos y otras
alteraciones cognitivas. Estos efectos son aprovechados terapéuticamente en el tratamiento de una
variedad de condiciones neurológicas y psiquiátricas.
CONCLUSIÓN
La utilidad del concepto en la formación académica de los estudiantes
Respuesta: forma parte de un complejo de canal iónico regulado por ligando que modula la mayoría de
las inhibiciones rápidas de la transmisión sináptica en el cerebro, recientemente reconocida con target
de autoinmunidad, tiene un rol fundamental en la regulación de la excitabilidad neuronal y es blanco de
fármacos antiepilépticos y ansiolíticos, incluyendo benzodiazepinas y barbitúricos.
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