Протягом останніх десятиліть спостерігається зміщення акцентів у дослідженні характеру забруднення водного середовища, оскільки на зміну забруднювачам, що надходять із визначених джерел у відносно великих кількостях (мілімолярні концентрації) приходить спонтанне забруднення з розсіяних невизначених джерел, яке характеризується різноманітністю складу і мінливістю у часі та токсичним ефектом складових вже у мінімальних, наномолярних, концентраціях. Такі забруднювачі не піддаються ефективному видаленню традиційними методами очистки стічних вод і включають фармацевтичні препарати, засоби побутової хімії (косметичні, миючі засоби та ін.), пестициди та ціанотоксини. У наш час все актуальнішою стає проблема поширення ціанобактерій, насамперед представників ряду Nostocales, в поверхневих водах Європи і збільшення кількості випадків цвітіння води за їх участі (Taranu et al. 2015). Як було недавно показано, очікується експансія цієї групи організмів в нові місця проживання із наступною інтеграцією їх в екосистеми, а відтак – порушення стійкості останніх. Це підтверджується, наприклад, збільшенням частоти поширення Raphidiopsis raciborskii за останні десятиліття, особливо в зонах з помірним кліматом (Rzymski et al. 2018). Таке явище можна пояснити високою фенотиповою пластичністю, зміною клімату та антропогенною евтрофікацією (Cires and Ballot 2016). Опираючись на дані про те, що експансія потенційно токсичних ціанобактерій почалася з широт з тропічним та субтропічним кліматом, для дослідження ми обрали водойми, які характеризуються підвищеним температурним режимом через особливості географічного розташування (Касперівське водосховище та р. Серет нижче його дамби) чи умови експлуатації (Нетішинське водосховище). Аналіз фітопланктону показав, що ціанобактерії були домінуючою фракцією у всіх випадках з чіткіше вираженим переважанням у літні місяці. Зокрема було виявлено кілька потенційних виробників сильнодіючих токсинів: Raphidiopsis raciborskii, Aphanizomenon gracile, Dolichospermum flos-aquae. Проте скринінги на наявність розчинених чи часткових циліндроспермопсину, мікроцистинів (-LR, -YR та -RR), та анатоксину дали негативні результати. Цито- та генотоксичні властивості циліндроспермопсину – алкалоїду біосинтезованого певними видами ціанобактерій – широко вивчені на експериментальних моделях in vitro та in vivo. За допомогою кількох незалежних досліджень було по окремо встановлено роль урацилу, гуанідину та гідроксильної групи у його токсичності (Evans and Murphy 2011; Cartmell et al. 2017). У ході пропонованого дослідження з використанням нормальних гепатоцитів коропа в умовах in vitro було перевірено токсичність п'яти синтетичних аналогів циліндроспермопсину, усі з яких містили у своїй структурі урациловий компонент, але віднізнялися комбінаціями інших притаманних йому компонентів та функціональних груп. Усі тестовані аналоги викликали генерацію активних форм оксинену, окиснення ліпідів та фрагментацію ДНК. Найбільше зростання вмісту ТБК-АП та активності каспази-3 (маркера апоптозу) було продемонстровано аналогом, який, подібно до циліндроспермопсину, містить групи гуанідину, гідроксилу та урацилу, але не має його складної трициклічної структури. Зроблені в процесі роботи спостереження підтверджують гіпотезу, що токсичність циліндроспермопсину є результатом взаємодії компонентів урацилу, гуанідину та гідроксильної групи. Подальші дослідження були спрямовані на визначення фізіолого-біохімічних показників риб дослідних водойм, зокрема карася сріблястого Carassius auratus gibelio (in vivo), з метою ідентифікації негативних впливів інших метаболітів ціанобактерій. Порівняння результатів аналізів біохімічних показників тварин Касперівського водосховища, р. Серет та контрольної ділянки дозволило зробити висновок, що риби, які населяють водойми поблизу дамб, виявляють тенденцію до порушень антиоксидантної системи та проявів цитотоксичності порівняно з рибами з контрольної ділянки. Більше того, у групи з р. Серет нижче дамби спостерігався значний окисний стрес, пов’язаний з дисбалансом систем антиоксидантів та прооксидантів, низьким рівнем металотіонеїнів, аутофагією та ендокринними порушеннями. Відмінності фізіолого-біохімічних показників риб Carassius auratus gibelio з водойм нижче та вище дамби Касперівської гідроелектростанції та контрольної ділянки вказують на зниження життєвого статусу тварин нижче дамби через більшу швидкість течії та вищий вміст купруму і плюмбуму. Відмінності показників риб з водойми вище дамби Касперівської гідроелектростанції та контрольної ділянки, які характеризуються схожими умовами, свідчать про присутність у дослідних водоймах й інших пошкоджуючих чинників, зокрема, метаболітів ціанобактерій. Для перевірки цієї гіпотези було проаналізовано вплив екстрактів культур Raphidiopsis raciborskii, виділених із досліджуваних водойм Західної України на ізольовані клітини коропа звичайного (Cyprinus carpio) в умовах експозиції in vitro. Разом з цим досліджувалися 4 екстракти з культур, одержаних із озер Західної Польщі, для перевірки впливу географічного чинника на токсичні ефекти продуктових сполук. Усі досліджені екстракти викликали підвищене продукування активних форм оксигену та, у більшості випадків, зростання активності каспази-3. Активність каталази в гепатоцитах суттєво варіювала – як за низьких (1 мкл/мл), так і за високих (10 мкл/мл) концентрацій спостерігалося і збільшення, і зменшення цього показника. Більшість екстрактів також впливали на пул клітинних тіолів, зокрема знижували активність глутатіон-S-трансферази, підвищували рівень глутатіону та зменшували вміст металотіонеїнів (штами з українських водойм). Цитотоксичний ефект, визначений як порушення стабільності лізосомальних мембран у еритроцитах коропа, викликав тільки штам R. raciborskii, який походив з Касперіського водосховища (серпень, 2017 р.). Нейротоксичність спричиняли усі досліджувані зразки. Відомо, що окремі види ціанобактерій та зелених водоростей виробляють ліпофільні поліметокси-1-алкени, які можуть викликати тератогенні прояви in vivo. Зважаючи на недостатній рівень інформації щодо ПМА у Arthospira sp. (комерційно відома як спіруліна) та Chlorella sp., які культивуються для виробництва харчових біодобавок, ми проаналізували рівень біобезпеки харчових добавок на основі хлорели (n = 10) та спіруліни (n = 13), зареєстрованих у ЄС з використанням реакцій молекулярних маркерів Danio rerio (in vivo). Мас-спектрометричний аналіз фракціонованих екстрактів досліджуваних матеріалів не виявив жодних сполук, споріднених з ПМА. Аналізовані зразки не проявляли тератогенної дії, за винятком викривлення хорди, викликаного фракціями двох препаратів на основі хлорели. Разом з тим, проаналізовані біодобавки викликали прояви окисного стресу та цитотоксичності у тканинах печінки даніо, на що вказує підвищений рівень активних форм оксигену, активність каталази, пероксидне окиснення ліпідів та збільшення рівня фрагментації ДНК. Більшість (60 %) фракцій з препаратів на основі хлорели викликали активацію холінестерази у мозку даніо, тоді як вплив 61,5 % фракцій з препаратів на основі спіруліни викликав протилежну реакцію – її пригнічення. Наслідки впливу ліпофільних екстрактів, особливо з препаратві на основі хлорели, на D. rerio були схожими на реакцію у відповідь на вплив екстрактів ціанобактерій, що може свідчити про схожість токсичних метаболітів, продукованих обома групами організмів, чи забруднення біодобавок ціанобактеріями. Застосування до досліджуваних зразків розробленого на основі описаних вище досліджень способу виявлення потенційно токсичних синьозелених водоростей (Фальфушинська та Горин, 2019) показало, що при впливі Cl5,7 та Sp 12 відповідь ізольованих клітин тканин коропа Cyprinus carpio можна оцінити як «стрес», а для Cl6 та Sp2, 6 – «передстресовий стан» (адаптивна реакція на пошкоджуючий вплив). Відтак, незважаючи на те, що проведені нами дослідження підтверджують відсутність у проаналізованих препаратах на основі хлорели та спіруліни тератогенних сполук класу поліметокси-1-алкенів, їх цитотоксичний ефект свідчить про необхідність подальших досліджень з даного напрямку. Ключові слова: ціанобактерії, ціанотоксини, коропові риби, біомаркери, окисний стрес, цитотоксичність, генотоксичність, нейротоксичність.