Leki te wyraźnie nasilają wydzielanie insuliny in vitro. Jest to rezultatem hamowania fosfodiesterazy i zwiększenia stężenia cAMP w komórkach B. Charakterystyczne, że wzrost stężenia cAMP jest w tych przypadkach znaczniejszy niż pod wpływem glukozy, natomiast przyrost wydzielania insuliny jest mniejszy. Metyloksantyny skojarzone z glukozą dużo silniej pobudzają komórki B do wydzielania insuliny, mimo że stężenie cAMP w tych komórkach jest zbliżone do tego, jakie występuje po wyłącznym stosowaniu tych leków. Wyniki tych badań dowiodły, że udział cAMP w procesie wydzielania insuliny jest ograniczony. Wpływ metyloksantyn na wydzielanie insuliny in vivo jest bardzo słaby i nie mają one żadnego praktycznego znaczenia w leczeniu cukrzycy.