Les récepteurs de l'adénosine (A1, A2A, A2B, A3) sont des RCPG impliqués dans la régulation du sommeil, de l'inflammation, de la vasodilatation et de la neuroprotection. L'adénosine est le « signal de fatigue » du cerveau, dont l'accumulation pendant l'éveil provoque la somnolence (la caféine est un antagoniste des récepteurs adénosine).
Le CBD inhibe le recaptage de l'adénosine selon British Journal of Pharmacology (Carrier et al., 2006), augmentant les taux extracellulaires d'adénosine et amplifiant sa signalisation via les récepteurs A1 et A2A. L'activation du A2A contribue aux effets anti-inflammatoires et immunosuppresseurs du CBD, tandis que l'A1 participe à ses effets cardioprotecteurs et neuroprotecteurs. Ce mécanisme adénosinergique est considéré comme l'un des plus importants pour les effets du CBD sur le sommeil et l'inflammation.