Casos clínicos como estrategia didáctica para la enseñanza de bioquímica metabólica

Introducción

En el marco de los procesos de enseñanza-aprendizaje de la bioquímica descriptiva y de la bioquímica metabólica desarrollados con médicos en formación, las distintas rutas metabólicas primarias (entendidas como los procesos de ingesta, digestión, absorción y posterior transformación a nivel celular de moléculas de interés biológico como azucares, lípidos, ácidos nucleicos y proteínas) pueden lucir a primera vista como un gran cúmulo incomprensible e inconexo de fórmulas y estructuras químicas, enzimas reguladoras, coenzimas, cofactores, destinos metabólicos, orgánulos celulares, tejidos y órganos, etc. En consecuencia, es usual que estudiantes y profesionales cuyo acercamiento a estos temas estuvo mediado por metodologías de enseñanza tradicionales tengan recuerdos no gratos relacionados con su aprendizaje (Fardilha, et al., 2010; García-Ponce et al., 2021).

Este panorama se vuelve aún más complejo si se tiene en cuenta que la constante investigación en biología y medicina hace que paulatinamente se profundice en la comprensión del funcionamiento del cuerpo humano. Esto a su vez fomenta el incremento de la cantidad de temas por abordar, lo que sobrecarga los currículos de estas asignaturas y hace que con frecuencia los estudiantes las perciban como complicadas y extremadamente demandantes en términos de esfuerzo (Watters y Watters, 2007).

A nivel global, en los últimos cincuenta años se ha venido incrementando una preocupación en la comunidad de educadores de futuros médicos y diversos profesionales de la salud respecto a la efectividad de las prácticas tradicionales de enseñanza. En consecuencia, se ha establecido el objetivo fundamental de fomentar en el futuro profesional de la salud la capacidad de tomar decisiones clínicas competentes basadas en principios científicos, así como la habilidad y el gusto por aprender de manera constante y a lo largo de todo su ejercicio profesional.

En este escenario, es válido tener en cuenta que la complejidad de la medicina y de los desafíos médicos contemporáneos ha avanzado a un punto que va más allá de la habilidad de los profesores para enseñar todo lo que el estudiante debe conocer, mientras que los métodos de enseñanza usados en la educación en medicina y ciencias relacionadas no han variado al mismo ritmo (Jabaut et al., 2016; Norman, 2005).

Así, un reto para los educadores en medicina es desarrollar metodologías alternativas que promuevan efectivamente la construcción de conocimiento, expresada en este caso en la capacidad de solucionar problemas relacionados con la medicina y la bioquímica, la consolidación de pensamiento crítico en el estudiante y el desarrollo de habilidades de comunicación, entre otras (Brown, 1992; López y Chavéz, 2013; Ojeda et al. 2016).

Diversos autores (Croskerry, 2009; Davies, 2004; DeSchryver, et al., 2007; Hartfield, 2010) describen que actividades que exigen a los estudiantes un elevado nivel de compromiso con su aprendizaje, un manejo profundo de los conceptos trabajados en clase y su aplicación en contextos reales, y que paralelamente fomentan en ellos el trabajo en equipo, el análisis y la integración de información clínica, la interpretación de pruebas diagnósticas y el análisis de la evolución de pacientes hipotéticos, entre otras actividades, son estrategias importantes que enriquecen el proceso de enseñanza-aprendizaje de las ciencias naturales y de las ciencias biomédicas (Cano et al., 2017; Moya et al., 2017).

Desde esta perspectiva, el aprendizaje basado en casos clínicos (ABCC) se consolida como una estrategia de enseñanza-aprendizaje efectiva que permite un proceso autorresponsable y organizado de construcción cognitiva personal (Elliott, 1996; Kassirer, 1992; Mandin, 1997; Norman, 2006).

Varios investigadores en educación médica describen evidencias relacionadas con el ABCC y su capacidad de estimular en los estudiantes la búsqueda activa de evidencias, al igual que la flexibilidad cognitiva y la exploración de estrategias alternativas de análisis de situaciones de relevancia médica. El ABCC también fomenta la capacidad de los estudiantes de construir conocimiento relevante, de comunicarse de manera más efectiva y les brinda las herramientas necesarias para que sean ellos quienes gestionen su autoaprendizaje durante su formación y a lo largo de su ejercicio profesional (McCannon et al., 2004; Nandi et al., 2000; Reddy, 2000).

Con el uso del ABCC los estudiantes aprenden solucionando problemas o analizando situaciones médicas reales o hipotéticas de forma activa, lo que hace su aprendizaje más relevante y perdurable, además de fomentar su razonamiento, en lugar de únicamente absorber y repetir información (Eberlein et al., 2008; Zahid et al., 2016).

En este escenario, se ha venido explorando la implementación de casos clínicos en el curso de Bioquímica de segundo semestre de la carrera de Medicina de la Fundación Universitaria Juan N. Corpas, como parte de una estrategia de enseñanza-aprendizaje. En este artículo se presenta el proceso de desarrollo, ejecución y evaluación del impacto de esta estrategia en la construcción de conocimiento por parte de los estudiantes, así como la percepción de estos sobre dicha implementación.

Metodología

En la Fundación Universitaria Juan N. Corpas (Bogotá, Colombia), los estudiantes de Medicina en el segundo semestre, como parte del componente de fundamentación, cursan la asignatura de Bioquímica. Este curso se encuentra dividido en tres secciones: la primera implica el estudio de moléculas orgánicas de interés biológico y de sus grupos funcionales orgánicos característicos, la importancia del agua en los sistemas biológicos, el estudio de carbohidratos, lípidos, ácidos nucleicos, proteínas y enzimas, con énfasis en las características moleculares que explican las distintas funciones de dichas biomoléculas a nivel celular y sistémico. La segunda sección comprende el estudio de los procesos de ingesta, digestión y absorción de nutrientes y el metabolismo de carbohidratos, junto con los destinos metabólicos de moléculas derivadas de su catabolismo; finalmente, en el tercer segmento se aborda el metabolismo de sustancias lipídicas y nitrogenadas, además de la integración metabólica de las rutas analizadas.

El uso de la estrategia de aprendizaje basado en casos clínicos en la educación médica busca transformar el rol del profesor a facilitador en la construcción cooperativa de conocimiento de los estudiantes, alejándolos del aprendizaje pasivo y brindando un contexto real en el cual aplicar los conceptos construidos en las clases; con frecuencia los casos clínicos planteados se presentan como narrativas que se acercan a situaciones clínicas puntuales de la vida real, que brindan un contexto claro en el cual una dificultad de salud debe ser analizada y explicada por los estudiantes, a partir de los contenidos propios de la asignatura involucrada. Hay que tener en cuenta que para este momento de su formación los estudiantes aún no han ahondado en la morfofisiología y la farmacología humana.

Sin embargo, para realizar el análisis de los casos clínicos es necesario que los estudiantes identifiquen las diferentes relaciones que se establecen en el cuerpo humano y cómo los procesos de salud y enfermedad se asocian con el metabolismo. Se busca, incluso, que los estudiantes puedan brindar alternativas de manejo médico o clínico de la situación presentada, con énfasis en aspectos metabólicos y bioquímicos, siempre teniendo en cuenta la dieta del paciente.

Es importante que los casos planteados sean situaciones abiertas que no presenten una solución obvia, que sean relativamente complejos y de relevancia médica. Tales narrativas suelen ser acompañadas de información específica que soporta la construcción de hipótesis, como artículos de investigación y resultados de análisis de laboratorio, etc. (Bosques, 2010; Herreid, 1997). Por lo general, se buscan casos clínicos reales -que pueden provenir de historias clínicas o artículos científicos reportados en la literatura especializada-, y aunque estos comúnmente cuentan con el diagnóstico y/o parte del tratamiento, debido al momento de la carrera en el que los estudiantes cursan la asignatura, lo que se busca es que los estudiantes no se limiten a establecer qué tiene el paciente, sino que, de forma profunda y argumentada, identifiquen por qué lo tiene y qué relación existe entre la condición del paciente y los conceptos trabajados en la asignatura. Posteriormente, en sesiones de sustentación grupal y rúbricas, se busca analizar y evaluar la forma en que los estudiantes aplican y relacionan los conceptos dentro de un contexto real.

Creación del caso clínico

Las estrechas correlaciones existentes entre la nutrición y los procesos anabólicos y catabólicos de proteínas, carbohidratos, lípidos y ácidos nucleicos en el cuerpo humano, se evidencian de manera específica en alteraciones relacionadas con la ingesta de adecuada de alimentos; adicionalmente, analizar situaciones de anomalía nutricional fomenta en los estudiantes mayor familiaridad con la situación presentada, aumentando su relevancia, paralelamente, los estudiantes identifican puntos comunes con varias de sus propias actividades diarias, lo que promueve una mayor reflexión. Adicionalmente, involucrar elementos reales de diagnóstico como los resultados de pruebas de laboratorio o imágenes, los acerca más a su futuro quehacer profesional. También, una narrativa cercana, que provea un contexto real y fácilmente evidenciable por parte de los estudiantes que recién empiezan su formación como médicos, es más efectiva para “conectarlos” con la estrategia (Cornely, 2003).

En nuestro caso particular, planteamos el caso clínico de Amy (nuestra paciente hipotética). Tiene 31 años y desde los 14 sufre de anorexia nerviosa de tipo restrictivo, un trastorno alimenticio de rechazo a mantener el peso corporal mínimo normal, marcado por un intenso miedo a ganar peso, con alteraciones características de la percepción de la forma o tamaño del cuerpo y que en mujeres implica la aparición de amenorrea (Bravo et al., 2000). La consulta se da por iniciativa de la paciente, dada su falta de fuerza y fatiga constante, su alteración en los horarios de sueño, su palidez generalizada, la aparición de edemas en cuello y cara y la perdida abundante de cabello. En la tabla 1 se presentan diversos parámetros de relevancia médica.

Luego de su ingreso al centro asistencial, la paciente es evaluada por un equipo multidisciplinario, conformado por médico familiarista, nutriólogo, médico internista, médico endocrinólogo, psiquiatra y equipo de enfermería.

Como decisiones inmediatas del equipo médico y teniendo en cuenta que la paciente acudió por sus propios medios a la consulta externa, se toman las siguientes decisiones terapéuticas:

• Con el fin de evitar el síndrome de realimentación, previo al inicio de la nutrición enteral se administra de magnesio y fósforo vía oral y tiamina por vía intramuscular, vigilando la ingesta de agua.

• La nutrición enteral comenzó a infundirse de forma lenta, continua y progresiva, mediante el uso de una bomba de nutrición enteral; se empezó con 20 mL/h y se incrementó el ritmo en función de la tolerancia digestiva por parte de la paciente.

Los resultados iniciales de la intervención se observan en el plazo de diez días. Amy ha conseguido tolerar un ritmo de infusión de 60 mL/h y un volumen total de 1500 mL en 24 horas.

Posteriormente se le permitió la ingesta de zumos y agua como únicos aportes por vía oral. Al décimo día de su ingreso, el peso de la paciente era de 34,4 kg, y aunque los valores de magnesio en sangre aún eran bajos (1.60 mg/dL), se evidenciaba una clara tendencia a la mejoría de los valores de transaminasas (AST: 107 UI/L, ALT: 224 UI/L, GGT: 181 UI/L). Con el fin de aumentar el aporte calórico, se cambió a fórmula de nutrición enteral hiperproteica e hipercalórica con lo que se alcanzó un aporte calórico total de 2073 Kcal/día más el aporte extra de los zumos de frutas.

A los veinte días del ingreso se introdujo la dieta oral, inicialmente basada en purés, manteniendo de forma paralela el soporte con nutrición enteral a un ritmo constante de 60mL/h y un volumen total de 1500 mL/d. Tras cuatro días con buena tolerancia a purés, se progresó en la dieta. La buena adherencia a la dieta que Amy mostró motivó el cambio de ritmo de administración de la nutrición enteral, pasando a infundirla únicamente durante la noche, con un volumen final de 1000 mL. Durante los siguientes once días, Amy se mantuvo con una dieta de 1500 Kcal caracterizada por el bajo aporte de grasas y cocinados sencillos y nutrición enteral nocturna. Luego, su dieta progresó a dieta normal del centro basal, que aporta aproximadamente 2400 Kcal y 90 g de proteínas y se disminuyó a 500 mL de nutrición enteral. Esta última finalmente se suspendió treinta y dos días después de haberla iniciado.

Felizmente, Amy fue dada de alta setenta y un días después de su ingreso, con buena tolerancia y adhesión a su dieta de perfil equilibrado y saludable; le fueron prescritos suplementos nutricionales orales hipercalóricos e hiperproteicos sin fibra. Su peso al alta fue de 47 kg (IMC 16,4 kg/m2), las enzimas hepáticas prácticamente se habían normalizado (AST: 33 UI/L, ALT: 27 UI/L, GGT: 87 UI/L) y los edemas en su cuerpo se habían reducido al mínimo.

Sesiones de argumentación y rúbricas

Después del trabajo realizado por los estudiantes con los casos clínicos, se desarrollaron sesiones de sustentación grupal e instrumentos de evaluación denominados rúbricas, con el fin de analizar y evaluar la forma en la que los estudiantes aplican y relacionan los conceptos trabajados en clase en un contexto real.

En este sentido, las rúbricas como instrumentos de evaluación ayudan a reflejar el grado de dominio de una actividad mediante la correlación de los criterios de evaluación con los niveles de dominio y con los aspectos por evaluar, completando el trinomio enseñanza/aprendizaje/evaluación. Dichos instrumentos de evaluación tienen como atributos principales: 1) la retroalimentación inmediata sobre el proceso de aprendizaje, ya que permite determinar las fortalezas y debilidades de cada estudiante o grupo de estudiantes, 2) les ayuda a los estudiantes establecer y trabajar de manera anticipada en los conceptos por evaluar, 3) favorece la reflexión por parte del estudiante sobre su responsabilidad en la construcción de su conocimiento, y 4) elimina la subjetividad en la evaluación (Cano et al., 2017).

Así, con el objetivo de evidenciar los tipos específicos de relaciones que los estudiantes establecen entre la narrativa presentada en el caso clínico y los temas desarrollados a lo largo de las tres secciones del curso de Bioquímica, se diseñó e implementó una serie de rúbricas en el marco de una escala de desempeño, para analizar y evaluar los conceptos abordados en cada sección del curso

Los docentes, en sesiones de trabajo previamente agendadas con los estudiantes, los escucharon para poder establecer y evaluar su argumentación. El diseño de las rúbricas buscó evaluar y retroalimentar la capacidad de los estudiantes de reconocer, explicar y argumentar acerca de temas específicos trabajados en clase y su relación con el caso clínico (por ejemplo: reconocimiento de la estructura molecular del agua, relaciones entre la estructura molecular del agua y sus propiedades físicas y químicas, la importancia del agua en múltiples procesos celulares, la capacidad homeostática de las células y del cuerpo humano para mantener niveles relativamente constantes de agua, la relación existente entre el desequilibrio de la cantidad de agua en los distintos compartimentos del cuerpo humano y la formación de edemas en tejidos, entre otras).

De acuerdo con las escalas de valoración de desempeño planteadas, la argumentación dada por los estudiantes se clasifica en tres niveles dependiendo del discurso presentado, tomando como base para la revisión la taxonomía de Bloom. Así, el nivel 1 se caracteriza por presentar un discurso basado principalmente en datos inconexos entre sí y en el cual no se evidencia articulación entre la narrativa del caso clínico y los temas por sustentar; el nivel 2 se identifica por un discurso en el que se establecen de manera más clara los conceptos y se evidencia una construcción parcial de algunas relaciones entre los temas evaluados y el caso clínico, pero de manera superficial; por último, el discurso clasificado en el nivel 3 se sustenta principalmente en el contexto real del caso clínico, argumentando de manera clara y coherente hipótesis planteadas por los estudiantes. Las rúbricas de evaluación diseñadas e implementadas para el desarrollo de esta actividad se presentan al final del documento (véanse los anexos 1, 2 y 3).

Participantes

La actividad fue realizada con 138 estudiantes de la asignatura de Bioquímica del programa académico de Medicina de la Fundación Universitaria Juan N. Corpas. Estos se organizaron de forma autónoma en grupos de tres integrantes, en las primeras sesiones del curso; la narrativa del caso clínico y las tres rúbricas de evaluación fueron presentadas al inicio del semestre, se compartieron con todos los estudiantes en la plataforma de cursos virtuales que apoya la asignatura y se les enviaron también por correo electrónico.

A lo largo del periodo académico los estudiantes tuvieron la oportunidad de acceder a asesorías por parte de profesores y estudiantes de semestres avanzados. Al final de cada sección del curso los estudiantes presentaron una sustentación oral de 18 minutos (aproximadamente 6 minutos por estudiante), en la que se evaluó y clasificó su discurso de conformidad con los parámetros indicados. Al finalizar cada sustentación grupal el docente orientó un diálogo constructivo que le permitió al estudiante conocer el nivel que alcanzó en la evaluación de cada uno de los núcleos temáticos de acuerdo a la calidad de su discurso y a la apropiación conceptual aplicada al caso clínico. Teniendo en cuenta que durante el desarrollo de la asignatura se profundiza en múltiples conceptos, se busca que la forma como los estudiantes abordan el caso clínico y las relaciones que establecen vayan evolucionando. Al finalizar la asignatura, se espera que el análisis y el discurso sean más completos, integrados y relacionados.

Con el fin de contrastar los resultados académicos con la percepción de los estudiantes sobre la implementación de la estrategia ABCC, al finalizar la asignatura los alumnos diligenciaron de forma anónima un cuestionario mixto, elaborado utilizando la escala Likert de 1-5, complementado con preguntas abiertas. dicho cuestionario se muestra en la sección de resultados (tabla 4).

Resultados

En respuesta a las políticas de evaluación institucionales, al final de cada una de las secciones del curso de bioquímica se realiza una evaluación escrita (EE1 a EE3) que consta de 25 a 30 preguntas de opción múltiple con única respuesta. Estas pruebas están diseñadas para que los estudiantes eviten simplemente memorizar información y se preocupen más por mostrar cómo entienden y aplican conceptos derivados de la bioquímica en contextos reales. Con el fin de establecer el impacto de la implementación de la estrategia ABCC, se compararon los resultados de dichas evaluaciones obtenidos por los estudiantes antes y después de la implementación de nuestra estrategia. Para nuestra complacencia, fue posible establecer que la implementación de la estrategia ABCC representó un aumento significativo en la media de las calificaciones obtenidas por los estudiantes (véanse los resultados en la tabla 2).

Paralelamente se comparó la valoración definitiva de la asignatura, realizando un análisis estadístico descriptivo. Esto reveló que la implementación de la estrategia ABCC permitió a los estudiantes obtener mejores resultados generales (tabla 3).

Esta evidencia nos permite afirmar que la implementación de la estrategia ABCC tuvo un impacto real en la construcción de conocimiento por parte de los estudiantes de los diversos temas relacionados con la bioquímica metabólica.

En lo que respecta a la percepción de los estudiantes, 115 de ellos respondieron el cuestionario mixto acerca de la implementación de la estrategia. Las dos primeras preguntas abiertas buscaban establecer si existía algún contacto previo de los estudiantes con metodologías similares, de acuerdo con los resultados obtenidos; es válido resaltar que el 90 % de los estudiantes declararon no haber tenido ningún contacto previo con este tipo estrategia de enseñanza-aprendizaje.

En las preguntas 3 a 11 diseñadas en escala Likert, se les solicitó a los estudiantes asignar una valoración de 1 a 5 para cada uno de los enunciados (siendo 1 el puntaje dado a una mala experiencia y 5 el puntaje para una experiencia enriquecedora). En la tabla 4 se encuentran las preguntas realizadas y el número de estudiantes que designa un valor específico.

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, se identifica que la mayoría de los estudiantes (entre el 86 % y el 97 %) valoran positivamente la experiencia, ubicando sus valoraciones en 4 o 5, en aspectos como 1) las ventajas de aprender en un grupo, 2) el reconocimiento de que exista una inherente responsabilidad individual en la construcción del conocimiento propio, 3) la motivación intrínseca en la preparación de la actividad, 4) la integración de los conceptos necesarios para la elaboración del discurso con conceptos propios de otras asignaturas del plan de estudios, 5) la aplicación del conocimiento propio de la asignatura en contextos reales, 6) la capacidad de distinguir los aspectos de mayor relevancia a la hora de establecer relaciones entre conceptos, entre otras.

Los datos también indican que al 94 % de los estudiantes encuestados esta metodología les permite identificar y superar efectivamente sus vacíos conceptuales. Igualmente, es de resaltar que el 96 % de los estudiantes indican que este tipo de estrategia puede ser implementada con éxito en otras asignaturas del plan de estudios.

Conclusiones

La implementación de la estrategia aprendizaje basado en casos clínicos (ABCC), diseñada para brindar a los estudiantes la posibilidad de analizar y argumentar acerca del metabolismo de los principales tipos de biomoléculas en un contexto real y aplicable, junto con el desarrollo de sustentaciones grupales periódicas en las que los estudiantes pueden argumentar respecto de las relaciones que establecen entre el caso clínico definido y los contenidos trabajados en las sesiones de clase, ha contribuido significativamente a mejorar la experiencia de aprendizaje de los estudiantes de medicina involucrados, además de mostrar un impacto positivo en el aprendizaje de las temáticas abordadas. Asimismo, los estudiantes evidenciaron de primera mano cómo la cooperación es una estrategia eficiente para consolidar sus conocimientos, además de comprobar la importancia de hacerse responsables directos de su desarrollo académico, aspectos preponderantes en su desarrollo profesional. Finalmente, es válido destacar que esta estrategia didáctica puede ser adaptada a los objetos de estudio de otras áreas de conocimiento o disciplinas académicas.