пока извратился так, но что-то мне подсказывает что я крупно неправ:

location / {
proxy_pass http://localhost:81/check/cookie;
(это пока заглушка возвращает код 580 или 590)

error_page 580 = @nonvalid;
error_page 590 = @valid;
}

location @valid {
proxy_intercept_errors on;
proxy_pass http://localhost:81;
}

location @nonvalid {
....
}