# Thiamine

Thiamine, ook vitamine B1 (aneurine) genoemd, is een wateroplosbare vitamine die met name betrokken is bij de energieproductie en de koolhydraatstofwisseling. Thiamine speelt ook een rol bij de geleiding van zenuwimpulsen. In geactiveerde (co-enzym) vorm speelt het een belangrijke rol bij de afbraak van glucose tot energie. Een chronisch tekort uit zich in de ziekte beriberi. De aanmaak (biosynthese) van thiamine gebeurt in de natuur voornamelijk door fytoplankton en bacteriën.
De stof is opgenomen in de lijst van essentiële geneesmiddelen van de WHO.

## Geschiedenis

In de periode tussen 1882 en 1886 ontdekte de Japanse marinearts Kanehiro Takaki dat de al in 2600 voor Chr. in China bekende ziekte beriberi door doelbewuste voeding (rijk aan vitamine B) genezen kan worden. Wanneer de mannen op de schepen meer vlees, melk, brood en groenten aten in plaats van voornamelijk witte rijst bleken ze aanmerkelijk minder te lijden aan beriberi.
In de jaren 90 van de 19e eeuw voeren de Nederlandse arts Christiaan Eijkman en zijn assistent Gerrit Grijns in het toenmalige Nederlands-Indië een serie experimenten uit, waarin ze ontdekken dat de symptomen van beriberi bij kippen kunnen worden opgewekt door ze witte rijst te geven en dat dit voorkomen en genezen kan worden door ze er de zemelen bij te geven. In 1895 stelde dokter A.G. Vorderman Eijkman in de gelegenheid om onderzoek te doen op mensen in gevangenissen. Op deze wijze kon hij controleren wat de gevangenen aten en kon hij ze langdurig volgen. Ook hier was de conclusie dat gevangenen die witte rijst aten meer kans liepen op beriberi. Eijkman schrijft dat toe aan een vermeend zenuwgif in het endosperm van rijst, waartegen een factor in de rijstzemelen zou beschermen. Hij noemde deze factor de "anti-beriberifactor". Eijkman publiceerde deze conclusie in 1897.
Maar zijn collega Gerrit Grijns begint te vermoeden dat juist het ontbreken van een bepaald ingrediënt tot ziekte leidt. Hij bespreekt dit idee van een (in de woorden van Grijns) "partiële honger" en een "ontbrekende stof" met Eijkman die moeite heeft de ideeën van Grijns te accepteren. Tot in het begin van de jaren twintig van de 20e eeuw blijft Eijkman zich verzetten tegen het idee dat het bij beriberi alleen om een tekort aan een bepaalde voedingsstof gaat. Hij bleef rekening houden met de mogelijkheid van een bacteriële oorzaak van beriberi. Hij raakte zelf pas geheel overtuigd van het stoffelijke karakter van vitaminen toen in 1926 Donath en Jansen erin slaagden thiamine te isoleren.
In 1898 vertrekt Eijkman weer naar Nederland. Gerrit Grijns neemt zijn plaats in op het onderzoeksinstituut. Hij voert nog enkele experimenten uit waarbij hij ontdekt dat ook het geven van groene erwten, groene bonen en vlees beriberi voorkomt bij gevogelte. Gerrit Grijns publiceert in 1901 zijn ideeën over "partiële honger", waarin hij bewijst dat beriberi niet wordt veroorzaakt door bacteriën en dat bepaalde voedingsmiddelen een antiberiberifactor bevatten.
In 1906 stelde de Britse biochemicus Sir Frederick Hopkins dat voedsel naast koolhydraten, vetten, eiwitten en zout ook bepaalde factoren ("accessory factors") bevat, die nodig zijn voor de functies van het menselijk lichaam. In 1929 werd aan Eijkman en Hopkins de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde toegekend omdat hun ontdekkingen hebben geleid tot de ontdekking van vitamines. Grijns werd gepasseerd, hoewel hij in 1926 en 1927 wel voor de prijs werd voorgedragen.
Na het lezen van een artikel van Christiaan Eijkman tracht Casimir Funk in 1912 de "antiberiberifactor" uit rijstzemelen te isoleren. In de actieve substantie die hij isoleerde vond hij een aminegroep, en om die reden noemde hij het een "vitamine", een amine essentieel voor het leven. Deze naam vindt snel brede acceptatie en draagt bij aan wetenschappelijke aandacht voor deficiëntieziekten. Uiteindelijk blijkt de door Funk geïsoleerde substantie maar weinig effect te hebben op beriberi en de stof blijkt later de antipellagravitamine te zijn, oftewel vitamine B3 (niacine).
De Nederlandse chemicus Barend Coenraad Petrus Jansen en zijn collega Willem Frederik Donath slaagden er in 1926 in de "antiberiberifactor" uit rijstmassa te kristalliseren (overigens in hetzelfde laboratorium als waar Eijkman en Grijns werkten). De substantie die ze vonden bleek in staat polyneuritis bij vogels te genezen, en werd daarom door hen "aneurine" genoemd. Ze isoleerden echter te weinig om de stof met zekerheid te identificeren.
Acht jaar later, in 1934, isoleert de Amerikaanse chemicus Robert R. Williams ongeveer 10 gram aneurinekristallen uit bijna 1000 kg rijstzemelen. In 1936 publiceert hij de structuur ervan. Hij beschrijft de synthese en een jaar later is de eerste commerciële productie van thiamine een feit (Andersag en Westphal). Vanwege de aanwezigheid van zowel een zwavelmolecule (thio) als een aminegroep geeft Williams het de benaming "thiamine", wat sindsdien de benaming "aneurine" vervangt. Ook kreeg het de benaming vitamine B mee, aangezien in 1930 reeds de structuur van een andere essentiële voedingsstof (vitamine A) was opgehelderd. Later werd de naam nog aangepast in vitamine B1.
In 1937 toonden Lohman en Schuster aan dat thiaminedifosfaat (TPP) een cofactor is die nodig was voor de oxidatieve decarboxylatie van pyruvaat (een reactie waarvan inmiddels bekend is dat deze door pyruvaatdehydrogenase wordt gekatalyseerd), daarmee leek het werkingsmechanisme van thiamine opgehelderd. Inmiddels blijkt dit een te simpele kijk op de zaken. Pyruvaatdehydrogenase is een van een serie enzymen waarvoor TPP als cofactor nodig is. Sindsdien zijn ook andere thiamine difosfaatderivaten ontdekt die mogelijk ook bijdragen aan de symptomen van thiaminedeficiëntie.