Cyclic adenosine monophosphate (cAMP) gây tăng kích hoạt protein kinase A (PKA). PKA là một enzyme giúp phosphoryl hóa nhiều yếu tố của bộ máy hợp đồng trong tế bào tim. Trong ngắn hạn, điều này dẫn đến sự gia tăng lực co bóp. Phosphodiesterase là enzyme chịu trách nhiệm cho sự phân hủy của cAMP. Do đó, khi phosphodiesterase hạ thấp mức cAMP trong tế bào, chúng cũng làm giảm phần hoạt tính của PKA trong tế bào và giảm lực co bóp.

Milrinone là một chất ức chế phosphodiesterase-3. Thuốc này ức chế hoạt động của phosphodiesterase-3 và do đó ngăn ngừa sự thoái hóa của cAMP. Với mức độ cAMP tăng lên, sự gia tăng kích hoạt PKA. PKA này sẽ phosphoryl hóa nhiều thành phần của tế bào cơ tim như kênh canxi và các thành phần của myofilaments. Phosphoryl hóa các kênh canxi cho phép sự gia tăng dòng canxi vào tế bào. Sự gia tăng dòng canxi này dẫn đến tăng khả năng co bóp. PKA cũng phosphorylates kênh kali thúc đẩy hành động của họ. Các kênh kali chịu trách nhiệm tái cực của các tế bào cơ tim do đó làm tăng tốc độ các tế bào có thể khử cực và tạo ra sự co lại. PKA cũng phosphoryl hóa các thành phần trên myofilaments cho phép Actin và myosin tương tác dễ dàng hơn và do đó làm tăng khả năng co bóp và trạng thái inotropic của tim. Milrinone cho phép kích thích chức năng tim độc lập với các thụ thể β-adrenergic dường như được điều chỉnh xuống ở những người bị suy tim.