Пробую так:
location /omlet_api/ {
proxy_pass http://$arg_server/;
proxy_set_header Host $arg_server;
break;
}

В логах:
==> localhost.error_log <==
2013/05/17 08:48:59 [error] 16907#0: *1 no resolver defined to resolve ya.ru, client: 127.0.0.1, server: localhost, request: "GET /omlet_api/genres/?server=ya.ru HTTP/1.1", host: "localhost"

Если заменить $arg_server на имя сервера, то все работает.

Версия NGINX - 1.2.6-r1